JPH0621864B2 - 電気泳動像の分析方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、電気泳動像の分析方法に関するものである。

（従来技術） 従来、蛋白質等の生体高分子を分析する装置として電気
泳動法を利用した自動化学分析装置が実用化されてい
る。この電気泳動法を利用した自動化学分装置では、緩
衝液で湿潤したセルロースアセテート膜等の支持体上に
血清等の検体を塗布し、支持体に通電して電気泳動させ
検体中に含まれる各種成分を分離した泳動像を作り、こ
の泳動像をデンシトメータを用いて光学走査してデンシ
トグラムパターンを造り、このデンシトグラムパターン
を演算処理して検体中に含まれる各種成分を定量分析す
るように構成されている。この自動化学分析装置では、
泳動像と正確に対応したデンシトグラムパターンを作る
ことが要求され、デンシトグラムパターンの形成は分析
精度を高める上で極めて重要である。

第１図Ａは泳動像の一例を示す線図であり、第１図Ｂは
第１図Ａに示す泳動像を光学走査して得られたデンシト
グラムパターンである。泳動像からデンシトグラムパタ
ーンを作るには、電気泳動後に染色及び脱色工程を経た
支持体をデカリン等の透明化液中に浸漬し、浸漬した状
態でデンシトメータを用いて矢印Ｘで示す泳動方向に光
学的に走査し、その透過光から泳動像の各成分の光学的
濃度を測定して第１図Ｂに示すデンシトグラムパターン
を作るように構成されている。デンシトメータで光学走
査するには、まずえ泳動像の泳動方向Ｘと直交するＹ方
向の中心点を検出しなければならず、中心点を正確に検
出しないとデンシトグラムパターンを正確に形成するこ
とができなくなってしまう。

従来の泳動像の中心点を検出する方法として特開昭58-4
5540号公報には、塗布した検体の一番近い位置にできる
アルブミンの第１分画像をデンシトメータでＹ方向に光
学的に走査し、光学濃度が一番高い位置を中心点として
検出する方法が記載されている。しかし、第１分画像の
泳像方向と直交するＹ方向の光学的濃度分布は、第２図
に示すように最大濃度点が中心点とならないパターンが
しばしば発生する。特に第２図のａ及びｂに示すように
肩部の光学濃度が高く中心部の濃度が低くなる泳動像を
生ずる場合が多く、従来の中心点検出方法では泳動像の
中心点を正確に検出することができない欠点があった。
特に、像中心からずれてしまうと光ビームのスリットが
斜行してしまい泳動像からずれた位置を光学走査する不
都合が生ずるため、像中心を正確に決定できる電気泳動
像の分析方法の開発が要請されている。

（発明の目的） 本発明の目的は上述した欠点を除去し、泳動像の中心点
を正確に決定できる電気泳動像の分析方法を提供するも
のである。

（発明の概要） 本発明による電気泳動像の分析方法は、支持体上に形成
された検体の泳動像を、この検体中に含まれる各成分の
分画像が順次形成されている泳動方向に沿って光学的に
走査して検体のデンシトグラムパターンを検出するに際
し、分析すべき検体中に含まれる１の成分の分画像につ
いて、泳動方向と直交する方向に沿って光学的に走査し
て支持体上の泳動像が存在していない領域と肩部との間
の濃度プロフィールを求め、求めた濃度プロフィール上
の、泳動像が存在していない領域の濃度Ｄ_０から、肩部
濃度Ｄ_Ｈと前記泳動像が存在していない領域の濃度Ｄ_０
との間の差の所定の比率だけ増大した特定点を求め、前
記特定点から泳動像の中心に向けて所定の距離だけ離間
した位置に対応する泳動像上の位置を泳動像の中心位置
とし、この中心位置を通るように泳動方向に沿って光学
的に走査して検体中に含まれる各成分のデンシトグラム
パターンを検出することを特徴とするものである。

（実施例） 第３図は本発明による電気泳動像の分析方法を実施する
ための比色定量装置の一例の構成を示す線図的断面図で
ある。染色及び脱色工程を経た泳動像が形成されている
細条又はシート状の支持体１を、透明化液を満した透明
容器２内に搬入する。透明容器２の入口部には一対の供
給ローラ３及び４を配置し、支持体１はこの供給ローラ
３及び４により透明容器２内に搬入され、まず、光源５
と光検出器６からなる先端検出センサによりその先端部
が検出される。先端部の検出後透明化液であるデカリン
液内に浸入する。この透明化液は支持体１だけを透明化
するものであり、デカリン内に浸入した支持体は、透明
化された支持体上に泳動像が形成された状態となる。次
に、第１の搬送ローラ７及び８により透明容器２の底部
に形成された測定領域に搬入され、泳動像の光学濃度が
測定される。測定後第２の搬送ローラ９及び10により挟
持搬送され、排出ローラ11及び12を経て外部に排出され
る。測定領域には、透明容器２の下側に光源13、熱線吸
収フィルタ14、レンズ15、フィルタ16、直角プリズム17
及びスリット18から成る光源装置を設けると共に、透明
容器２の上側には受光器19を設け、この受光器19を比色
計20に接続する。光源13から発した光ビームはレンズ15
及びスリット18を経てスポット状に収束されて支持体１
を透過し受光体19で受光され、泳動像の光学濃度が比色
計20により検出される。光源装置及び受光器19は、駆動
装置（図示せず）に一体的に連結され各検体の分画像が
順次形成されている支持体１の幅方向、すなわち紙面に
垂直方向に移動して支持体上に形成されている泳動像を
その泳動方向に光学的に走査する。また、第２の搬送ロ
ーラ９及び10は、パルスモータ（図示せず）に連結され
支持体１を１ステップずつ間欠的に搬送する。そして、
第２の搬送ローラ９及び10が１ピッチ移動する毎に光源
装置及び受光器19を支持体１の幅方向に移動させて光学
走査を行なうように構成する。

第４図は光源装置から発する光ビームの支持体上の軌跡
を示す線図である。支持体１上には、支持体の搬送方向
であるＹ方向に順次各検体の泳動像が形成され、Ｘ方向
には検体の各成分の分画像が順次形成されている。本例
では検体として血清を用い血清中に含まれる各種蛋白質
を定量分析するものとし、第１分画像としてアルブミン
の泳動像が形成され、泳動方向であるＸ方向に順次α_１
グロブリン，α_２グロブリン，βグロブリン，γグロブ
リンの分画像が形成されている。本例では光学走査によ
り第１分画像であるアルブミンの分画像から電気泳動像
の中心点を求める。支持体１は第２搬送ローラ９及び10
により１ステップずつ間欠的にＹ方向に搬送され、光ビ
ームは１ステップ移動する毎にアルブミンの泳動像をほ
ぼ越える位置ます移動する。これによりアルブミンの泳
動像はＸ及びＹ方向に２次元的に走査されることにな
る。そして、光ビームのＸ方向の走査における光学濃度
の最大値を用いて濃度プロフィールを作る。このように
して得られたアルブミンの濃度プロフィールを第５図に
示す。第５図は３個の検体について連続的に測定したも
のであり、アルブミンの泳動像のプロフィールと正確に
対応している。

各検体の濃度プロフィールは、濃度がきわめて低い像間
部ａから発し、濃度が直線的に且つ急激に増加する前縁
部ｂに移行し、肩部ｃを経て中央部ｄに達している。濃
度プロフィールの形態について種々の検討を加えた結
果、次のような特徴を有することが確認された。

(1)像間部ａの濃度は、光を反射するスリット18が有限
の幅を有しているため、各検体間において相異してい
る。

(2)前縁部ｂは直線的に濃度が増加しており、かつその
勾配は急峻であり、各検体間において一致している。

(3)肩部ｃではゆるやかに濃度が増加しているため、そ
の発生位置の特定は若干誤差を生ずるおそれがある。

(4)肩部間の幅ｌ_１は、各検体間において若干相異して
いるだけであり、ほぼ一致している。

(5)像中心点を通る中央部ｄの濃度は、各検体間におい
て相異し、最大濃度点は像中心と必らずしも一致してい
ない。

以上の結果より、像中心を検出するに当り、次の結論が
得られる。

(1)像間部ａの立ち上がり点及び肩部の位置付近では、
位置に対して濃度がゆるやかに変化しているため、像間
部又は肩部の位置を基準にして像中心を求めると、誤差
が生じ易すい。

(2)前縁部では濃度が急激に増加しているから、濃度変
化に対する位置の変化は極めて小さい。しかも前縁部ｂ
の濃度勾配は各検体間において肩部濃度に対応して大き
くなっている。

従って、前縁部ｂ上の特定濃度点を定め、この特定濃度
点を位置に所定の距離を加えれば各検体の濃度プロフィ
ールから誤差を生ずることなく像中心が求まる。

以上の考察より本発明では肩部ｃの濃度及び検体間に位
置する像間の濃度プロフィールを検出し、この像間濃度
と肩部の濃度との間の差に対して所定の割合にある前縁
部ｂ上の特定濃度点を定め、この特定濃度点の位置を基
準にして予め求めた所定の距離ｄ_０を加えた点の位置を
求め、これを像中心とする。

次に本発明による像中心検出プロセスを第４図及び第６
図を参照しながら説明する。尚、第６図は光学走査によ
り得られた濃度プロフィールパターン図である。第２搬
送ローラ９及び10により、支持体１をステップ送りし、
これと同期して光源装置及び受光器19を支持体１の幅方
向に移動させて光学走査を行ない、第１分画像であるア
ルブミンの泳動像方向と直交する方向の濃度プロフィー
ルを検出する。濃度プロフィールの作成は、第２搬送ロ
ーラのステップ送り量から位置を求め、その位置及びそ
の位置で検出した光学濃度をそれぞれ記憶して行なう。
まず、検体と検体との中間の位置を基準位置Ｓ_０として
定め、かつ支持体の先頭で検体がない基準位置S₀の光学
濃度D₀ を検出する。各検体の泳動像は、ほぼ所定のピ
ッチ間隔で形成されているから、支持体１の先端検出操
作から正確に定めることができる。

次に基準位置S₀からステップ送りと同期して濃度検出を
行なう。像間部及び前縁部の検出では、次式に従う検出
プロセスを行なう。

Ｄ_ｎ−Ｄ_n-1＞Ｃ_１(n＝0,1…)…(1) ここで、Ｄ_ｎはｎ番目に検出した濃度を示し、Ｄ_n-1は
_n-1番目に検出した濃度を示す。Ｃ_１は基準濃度差であ
り、各検体の前縁部の勾配に基き適切な値を実験により
予め求めておく。像間部では濃度変化が小さく、一方前
縁部は急激な濃度増加を呈するから，直前に検出した濃
度との濃度差がＣ_１より大きければ前縁部を検出してい
ることになる。

次に肩部の位置及び濃度を検出する。肩部の位置検出は
次式に基き行なう。

Ｄ_ｎ−Ｄ_n-1＜C₂ Ｄ_n-1−Ｄ_n-2＜C₂ …(2) 肩部は急激な濃度増加からゆるやかな増加に移行する点
であるから、直前に検出した濃度との濃度差が所定の値
C₂よりも小さくなる点が肩部となる。このC₂の値も実験
により適切な値を求めておく。本例では(2)式に基き肩
部の位置S₁を検出し、この肩部の濃度Ｄ_Ｈも検出する。
そして、検出し記憶されている前縁部の濃度プロフィー
ルから、肩部の濃度Ｄ_Ｈと基準点濃度Ｄ_０との濃度差の
半分の濃度に対応する位置S₂を検出する。次に、検出し
た位置S₂に距離ｄ_０に相当するパルス数を加え、対応す
る位置S₃を求めて像中心とする。このばあい加える距離
d₀は、複数の検体について計測した値を統計処理して予
め求めて入力しておく。次に、肩部の位置S₁と像中心S₃
とのステップ差を検出し、このステップ数だけ移行し、
像中心に到達した時、支持体１の全幅まで光学走査し
て、デンシトグラムパターンを作る。デンシトグラムパ
ターンを検出した後、像間部までの所定のステップ数だ
け自動的に送り、次の検出に具えるこのように、肩部の
位置及び濃度から基準となる濃度点を求める構成とすれ
ば中央部まで光学走査することなく像中心を検出でき、
走査時間を短縮できる効果もある。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
幾多の変更や変形が可能である。例えば上述した実施例
では、肩部の濃度Ｄ_Ｈと基準の濃度Ｄ_０との濃度差が1/
2 になる位置を基準としたが、肩部と像間部との間の前
縁部であれば他の任意の比率の点を基準とすることがで
き、濃度が1/2になる点に限定されるものではない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、支持体上の泳動像
が存在しない領域から肩部までの濃度プロフィールを検
出し、これに基いて像中心を求めるようにしたため、像
中心の濃度がどのようなものであっても像中心を常に正
確に検出することができる。さらに、泳動像中の一部の
領域だけを光学走査するだけで像中心を迅速かつ正確に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは泳動像の一例を示す線図、 同図Ｂは泳動像を光学走査して得られたデンシトグラム
パターン、 第２図は第１分画像の濃度分布を示すグラフ、 第３図は本発明による像中心検出方法を実施するための
比色定量装置の一例の構成を示す線図的断面図、 第４図は光源装置から発する光ビームの支持体上の軌跡
を示す線図、 第５図は各種検体の泳動方向と直交する方向の濃度プロ
フィールを示す線図、 第６図は一検体分の濃度プロフィールを示す線図であ
る。 １……支持体、２……透明容器 ３，４……供給ローラ、５，１３……光源 ６……光検出器、７，８……第１搬送ローラ ９，10……第２搬送ローラ 11,13……排出ローラ、14……熱線吸収フィルタ 15……レンズ、16……フィルタ 17……直角プリズム、18……スリット 19……受光器、20……比色計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−204437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45540（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−44680（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に形成された検体の泳動像を、こ
   の検体中に含まれる各成分の分画像が順次形成されてい
   る泳動方向に沿って光学的に走査して検体のデンシトグ
   ラムパターンを検出するに際し、 分析すべき検体中に含まれる１の成分の分画像につい
   て、泳動方向と直交する方向に沿って光学的に走査して
   支持体上の泳動像が存在していない領域と肩部との間の
   濃度プロフィールを求め、 求めた濃度プロフィール上の、泳動像が存在していない
   領域の濃度Ｄ_０から、肩部濃度Ｄ_Ｈと前記泳動像が存在
   していない領域の濃度Ｄ_０との間の差の所定の比率だけ
   増大した特定点を求め、 前記特定点から泳動像の中心に向けて所定の距離だけ離
   間した位置に対応する泳動像上の位置を泳動像の中心位
   置とし、 この中心位置を通るように泳動方向に沿って光学的に走
   査して検体中に含まれる各成分のデンシトグラムパター
   ンを検出することを特徴とする電気泳動像の分析方法。