JPH0743350B2 - デンシトメトリックパターン読取り表示記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被測定物質のデンシトメトリックパターンの
濃淡を連続的に検出し、その位置情報と濃淡情報にもと
づき、位置情報からの分子量決定、等電点決定や、それ
に対する濃淡情報からの光学密度、面積百分率、各成分
の相対比率、全体量の数値入力による各成分の絶対量算
出などを行うのに適したデンシトメータに関するもので
ある。

さらに好ましくは、各種の電気泳動ゲル、薄層クロマト
グラフィ（TLC）のゲル、ペーパークロマトゲル等のデ
ンシトメトリックパターンの濃淡情報および位置情報を
取得・解析するための装置に関するものである。

［従来の技術］ 臨床検査、生化学研究などにおいて、血清を電気泳動
し、デンシトメトリックパターンを測定して血清中の蛋
白分画の各成分濃度測定、百分率の算出をしたり、血清
中のアイソザイムを分析することは広く行われている。

また、低分子量から高分子量までの各種蛋白、ペプチ
ド、核酸類（DNA,RNAなど）および、その断片を電気泳
動またはクロマト分離したデンシトメトリックパターン
を測定することが行われている。このデンシトメトリッ
クパターンの濃淡情報は、各種色素で表わされることが
多い。

一方、デンシトメトリックパターンの位置情報からの分
子量決定、等電点決定など行うため、同一ゲル上に既知
の分子量、等電点を持つ標準物質を同時に移動分画さ
せ、標準物質の各デンシトメトリックパターンの移動距
離と既知の分子量、等電点などの関係を標準検量線とし
て表わし、利用することも行われている。

すなわち、電気泳動、クロマト分離などにおいては同時
に何個ものサンプルを分画し、デンシトメトリックパタ
ーンを測定することが可能である。

そこで、デンシトメトリックパターンの分子量または等
電点などの決定に当って同一ゲルフィルム上に実験試料
と同時に既知分子量または等電点などの標準試料を電気
泳動またはクロマト分離させ、標準試料の成分の移動距
離と既知の分子量または等電点などの関係を標準検量線
に表わし、一方、未知の実験試料の各成分の移動距離か
ら標準検量線をもとに内挿または外挿して実験試料の分
子量、等電点などを算出・同定する検量線法が行なわれ
ている。しかし、従来の方法によるこれらの作業は、物
差しなどを用いる用手法であり、煩雑で時間がかかるば
かりでなく、正確さに不足するところが大きな問題点で
あった。

また、上記検量線法においては、各デンシトメトリック
パターンの移動距離、即ちゲルフィルム上の間隔を、た
とえばmmなどの単位で現すのが通常であった。この方法
は、たとえ同一物質であっても一回の測定毎に測定条
件、測定時間などによって移動距離が異なるのが通常で
あり、科学的に標準化されていないため、他の資料との
比較が困難であった。

この困難を解決する手段として電気泳動またはクロマト
分離におけるデンシトメトリックパターンの試料塗布点
に近い方を後端側として、試料塗布点からの各デンシト
メトリックパターン迄の先端側への移動距離を、試料塗
布点と分画の移動最先端またはクロマト分離での溶剤到
達最先端に対する比率（相対移動距離値）で表わす方法
が知られている。電気泳動などにおける相対移動距離値
は通常、デンシトメトリックパターンの測定開始点と測
定終了点との測定間隔距離を１として、測定開始点から
の各デンシトメトリックパターンの移動距離を、デンシ
トメトリックパターンの測定開始点と測定終了点との測
定距離間隔に対する相対移動距離値として現す相対移動
度（relative mobility、以下、Rmと略す。）として表
示され、一般的に使用されている。

しかし、従来の、この方法も物差しなどを用いる用手法
で測定して行われるので煩雑であり、時間がかかるだけ
でなく、個人差が入り易く不正確になる欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上のように時間を要し、不便さと不正確さを
伴なう未知検体のデンシトメトリックパターンの分子量
または等電点などの算出同定の問題点を解消するため、
電気泳動またはクロマトなどにより分離された既知の分
子量または等電点の値と移動距離の光学的測定値とから
自動的にデンシトメータ内に内装・搭載されたコンピュ
ータプログラムソフトに基づいて簡便、迅速かつ正確に
検量線を作成し、次に測定した未知試料の移動距離から
分子量または等電点を自動的に演算し、演算結果の表示
または／および記録をすることを特徴とするデンシトメ
トリックパターン読取り表示記録装置を提供しようとす
るものである。

また、必要に応じ、その際、デンシトメトリックパター
ンの分子量または等電点既知の標準試料と同時に実験試
料を電気泳動またはクロマト分離させ、標準試料の既知
の分子量または等電点の値とRmとから求めた標準検量線
をデンシトメータ付設コンピュータにプログラム化内装
・搭載し、簡便かつ迅速に演算、数値化および／または
プロフィールに表示、プリントアウトし、これを使用し
て、実施試料のRmに対して内挿または外挿の操作を前記
内装プログラムに基づき、デンシトメータ付設のコンピ
ュータで、簡単に演算させ、実験試料の分子量または等
電点などを同定することによって、簡便な操作で実験試
料の分子量または等電点などを科学的で、かつ迅速、正
確に求めることのできるプログラムソフトを内装するコ
ンピュータを搭載したデンシトメータを開発することを
目的とするものである。

さらに、その他の目的については、以下の記載または実
施例の説明が進むのに従って、自づと理解し得るものと
信ずる。

［課題を解決するための手段］ 電気泳動もしくはクロマト分離において、科学的で標準
化され、簡便、迅速、効率的で、かつ正確なデンシトメ
トリックパターン測定を可能にするため、本発明は、以
下に述べるとおりの各構成要件を具備する。

（１） 分子量および／または等電点が既知の標準試
料並びにそれらが未知の被測定物質の、電気泳動または
クロマトグラフなどにより分画されたデンシトメトリッ
クパターンの形成されている支持体を載置する載置台、 前記載置台上に載置されたデンシトメトリックパタ
ーンの支持体に対して相対移動し、該デンシトメトリッ
クパターンの濃淡を読取って該デンシトメトリックパタ
ーンの移動距離を検出する手段、 前記移動距離を検出する手段からの信号に基づく前
記標準試料のデンシトメトリックパターンの移動距離の
検出値と、予め入力された前記標準試料の既知の分子量
および／または等電点とに基づき前記標準試料の分子量
および／または等電点に関する検量線を演算作成し、ま
た該演算作成された標準試料の分子量および／または等
電点に関する検量線と、前記移動距離を検出する手段か
らの信号に基づく前記被測定物質のデンシトメトリック
パターンの移動距離の検出値とに基づき、前記被測定物
質の分子量および／または等電点を演算数値化する検量
線法プログラムを搭載したコンピュータ、 前記コンピュータにより制御された演算結果を表示
および／または記録、プリントアウトする手段を有する
ことを特徴とする検量線法プログラム内装コンピュータ
付設の デンシトメトリックパターン読取り表示記録装置。

（２）検量線法プログラムにおいて、デンシトメトリッ
クパターンの移動距離の検出値から該パターンの測定開
始点と測定終了点との測定距離間隔に対する相対移動距
離値を演算し、該相対移動距離値に基づいて標準試料の
分子量および／または等電点に関する検量線および被測
定物質の分子量および／または等電点を演算するプログ
ラムを有することよりなる上記第（１）項記載のデンシ
トメトリックパターン読取り表示記録装置。

（３）検量線法プログラムにおいて、デンシトメトリッ
クパターンの相対移動距離値が、測定開始点からパター
ンのピーク面積の重心値までの相対移動距離値または測
定開始点からパターンのピーク最大値までの相対移動距
離値であるプログラムを有することよりなる上記第
（１）項または第（２）項記載のデンシトメトリックパ
ターン読取り表示記録装置。

［作用］ 本発明の装置において、パターンの移動距離は、測定開
始点からの実移動距離として求めてもよいし、Rmとして
求めてもよい。

実移動距離またはRmを求める場合、通常のデンシトメト
リックパターンの測定開始点としては、たとえばゲル上
の電気泳同用試料塗布点を選択することが行われている
が、本発明では、測定開始点は必ずしもこの点に限定さ
れるものではなく、ゲルに試料が付着、展開されていな
い後端で、デンシトメトリックパターンがない場所を任
意に選択してもよい。

Rmを求める場合のデンシトメトリックパターンの測定終
了点は、通常、電気泳動のデンシトメトリックパターン
の展開した最先端、クロマト分離においては溶剤が展開
移動した最先端を選択することが行われるが、本発明に
おいては、デンシトメトリックパターンが展開、移動す
る最先端よりも先端側で、デンシトメトリックパターン
がない場所を任意に選択してもよく、逆にデンシトメト
リックパターンの途中の任意の点に設定することも可能
である。

各デンシトメトリックパターンは通常ある長さの幅をも
っているので、実移動距離またはRmの値は、ピーク面積
の重心値迄で採ることが好ましいが、簡便のためにピー
ク最大値迄で採ることもでき、ピークの立ち上がり点で
採ってもよく、その他ピークのある定まった位置にとっ
てもよい。

これらを移動的にコンピュータで選んでもよく、手動的
に選んでもよい。

各デンシトメトリックパターンの移動距離は、Rmとして
取扱えば標準化され、測定条件の異なるゲルのデンシト
メトリックパターンの比較、検討が容易になるばかりで
なく、泳動距離の長いゲルも、短いゲルも標準化されて
ディスプレイに表示され、プリントアウトできる。

実験試料の分子量または等電点などの同定において分子
量または等電点既知の標準試料を実験試料と同一ゲルフ
ィルム上に同時に電気泳動またはクロマト分離させ、標
準試料の既知の分子量または等電点の値とデンシトメト
リックパターン距離からの標準検量線を利用して、実験
試料の分子量または等電点を内挿または外挿法でデンシ
トメータ内に付設したコンピュータプログラムソフトに
より演算・算出させ表示記録すれば、操作が簡単で便利
であるばかりでなく、科学的に正確な値を求めることが
できる。

実験試料と標準試料は、別々に支持体に塗布し、移動・
展開させてもよく、実験試料と標準試料を混合して塗布
し、移動・展開させてもよい。

移動距離としてRmをもちいることは、特に検量線法にお
いて意義が大きい。

すなわち、同一の実験試料や類似の実験試料での電気泳
動実験でも、実験を繰り返したり、異なった電気泳動実
験では測定条件を全く同一にすることは困難であり、異
なった移動距離のデンシトメトリックパターンが得られ
ることがある。

その際も、検量線法で求める分子量または等電点は同一
または類似の値の筈であり、対応する移動距離もRmで標
準化することにより、同一または類似の移動距離（Rm）
になっている方が合理的であると言える。

本発明では、デンシトメトリックパターンの検量線法に
よる同定を迅速、かつ大量に処理することができるの
で、また、該検量線法において移動距離をRmとすれば、
異なった測定条件を含む多数の試料からのデンシトメト
リックパターンを標準化できるので、用手法よりも正
確、迅速かつ容易に比較検討できるため、デンシトメト
リックパターン情報を取り扱う人の労力、時間などを低
減できる利点がある。

この移動距離のRmとしての取扱いは、デンシトメトリッ
クパターンの細かい部分を詳しく表示、プリントアウト
して解析するために有用であり、デンシトメトリックパ
ターン測定範囲を狭い距離に設定することにより、デン
シトメトリックパターンの拡大表示記録が行われる利点
がある。

デンシトメトリックパターンの読取りにおいては、各点
のデンシトメトリックパターンの濃淡を電気的信号に変
換するが、電気ノイズをデンシトメトリックパターンと
誤って読取ることのないよう、デンシトメトリックパタ
ーンのスムージングが行われる。

デンシトメトリックパターンの測定範囲を広く取ると、
スムージングのために微細デンシトメトリックパターン
が分離・同定されない恐れがあるが、デンシトメトリッ
クパターン測定範囲を狭い範囲に限定して設定すること
により、微細なデンシトメトリックパターンを、もれな
く分離・固定し表示記録することが可能になる。

生化学の研究などにおいて、電気泳動またはクロマト分
離のデンシトメトリックパターンの一点における分子量
または等電点などの値が必要になる場合がある。その
際、任意の実移動距離または相対移動距離の一点につい
て標準検量線法を用いて分子量または等電点を同定する
ことが可能なことは有用性が高い。

これは従来、用手法では煩雑、時間を要し、不正確であ
ったのが、本発明によれば簡便な操作で、実験試料の分
子量または等電点を科学的で、かつ迅速、正確に求める
ことができることによる。

上術プロフィール表示、プリントアウトするときのディ
スプレイは通常のCRTで表示してもよく、液晶ディスプ
レイにて表示してもよい。

本発明装置における、前記被測定物に対する具体的読取
り手段には、本出願が同日付で特許出願をしている「濃
度パターン解析装置」を適用することができ、また、そ
れによって必要かつ充分な作用、効果を確保し得る。

［実施例］ 第１図は、本発明装置の一実施例の概略ないしブロック
図を示す。

図中、１は、フィルムなど試料を載せるハーフミラーよ
り成る載置台、２は、前記試料を測定するLED点光線を
備えた反射用光源４からの反射光の受光部であるピンフ
ォトダイオード等を用いた反射光検出部、３は、同じく
透過用光源５からの光の受光部である透過光検出部、６
は、検出部２または３からの変換信号を入力するアナロ
グ電圧計で、光源４または５の光量調節のための指標と
して用いることができる。

７はインターフェイス、８はアナログ−デジタル変換
部、９は、その信号を検量線、分子量、等電点、面積百
分率などに演算する演算部で、10は、演算結果を表示す
るディスプレイ部、11はプリンタデータ・バッファ、12
はプリンタを示す。

上述装置において、支持体載置台１上に電気泳動フィル
ムなどを載せ、その被測定物に対する測定に必要な諸条
件（測定開始点、測定終了点、測定回数等）を操作ボタ
ンにより図示してないコンピュータに入力する。入力信
号にしたがい、まずＸ軸駆動パルスモータ、Ｙ軸駆動パ
ルスモータを駆動源として、光源及び検知器を、それぞ
れ支持体載置台上のＸ軸原点、Ｙ軸原点位置まで移動さ
せる。

その後、装置に付設されたコンピュータ（CPU）に予め
入力されている情報にしたがい、前記検知手段を被測定
物の測定開始点まで、自動的に移動させてデンシトメト
リックパターンの濃淡情報を読取らせる。その際、「反
射光モード」では反射光用光源４を点灯し同光源からの
光を電気泳動フイルムなどに照射し、その反射光を反射
光検出部２で受光する。一方「透過光モード」では透過
光用光源５が点灯され、その光源からの光を同じく電気
泳動フィルムなどに照射して、その透過光を透過光検出
部３で受光するようにする。

反射光検出部２あるいは透過光検出部３に備えたピンフ
ォトダイオードは受光した光信号を電気信号に変換し
て、これをアナログ電圧計６およびインターフェイス７
へ伝達する。その際のパターン位置情報は、デンシトメ
トリックパターンＸ軸駆動パルスモータ、Ｙ軸駆動パル
スモータの測定開始点から移動するように要したステツ
プ（パルス）数によつて、同時に、コンピュータに入力
される。

電気信号は、アナログ−デジタル変換部８でアナログ−
デジタル変換された後、演算部９へ伝達される。演算部
では各演算が行なわれ、その演算結果を表示部10に表示
する。

あるいは、必要に応じ演算結果はプリンタデータバッフ
ァ部11に記憶された後、プリンタ12から出力、記録す
る。

ついで、本実施例に係るデンシトメトリックパターン読
取り表示記録装置を用いて解析した分子量自動測定の具
体例を第２図、第３図、第４図および第５図に基づいて
説明する。

すなわち、第２図は電気泳動後の電気泳動フィルムの一
例であって、同フィルム13上において、14は分子量測定
用標準検体を示すものであり、15は分子量未知検体であ
る。

まず、分子量測定用標準検体14の濃淡を測定開始点Ａか
ら測定終了Ｂまで読み取り表示部10に、そのデンシトメ
トリックパターンを表示する。第３図は、前記デンシト
メトリックパターンを示すものである。同時に重心法に
より該デンシトメトリックパターンの各ピーク（14a〜1
4d）の移動距離を相対移動度Rmとして検出（Rm1〜４）
し、演算部９に記憶した後、各ピークに対応する分子量
測定用標準検体中成分の既知の分子量を入力することに
よって第４図にみられるような右下がり斜直線よりなる
分子量の標準検量線を演算部９において作成し記憶す
る。続いて、分子量未知検体15（第２図参照）のデンシ
トメトリックパターンの濃淡を分子量測定用標準検体と
同様に測定開始点Ｃから測定終了点Ｄまで読み取った
（第５図参照）後、自動的に重心法により該デンシトメ
トリックパターンの各ピーク（15a、15b）および、その
移動距離を相対移動度Rmとして検出（Rm5〜６）すると
共に、先に作成した分子量標準検量線（第４図参照）に
より、各ピークに対応する分子量を算出し、表示部10に
表示し、またプリンタ12で記録する。

分子量Ｅは、このようにして分子量検量線より算出した
ピーク15aに対応する分子量であり、分子量Ｆは同様に
して求めたピーク15bに対応する分子量である。

上述、実施例は、本発明の好ましい実施例の一つを述べ
たに過ぎないので、前記実施例を構成する各要素はそれ
ぞれ、本出願当時の当業界において通常知られている同
種の機能を備えた別の部材により代替可能である事は明
らかである。

したがって本実施例に述べられ、または使用されている
各装置は、本発明技術の限定的解釈のために利用される
べきでない。

［発明の効果］ 以上、説明したように、検量線作成機能および分子量ま
たは等電点を演算するプログラム内装コンピュータ付設
デンシトメトリックパターン読取り表示記録装置を開発
することにより、本発明は従来手段に比較して未知試料
の分子量および等電点測定が容易に、かつ極めて迅速
に、しかも能率よく正確に行うことができるものとなっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明デンシトメトリックパターン読取り表
示記録装置の一実施例のブロック図、第２図ないし第５
図は、本発明装置を用いて未知試料の分子量を自動測定
するプロセスを具体例により図解した図である。 １……支持体載置台、２……反射光検出部、 ３……透過光検出部、４……反射光用光源、 ５……透過光用光源、６……アナログ電圧計、 ７……インターフェイス、 ８……アナログ−デジタル変換器、 ９……演算部、10……表示部、 11……プリンタデータバッファ、 12……プリンタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子量および／または等電点が既知の
   標準試料並びにそれらが未知の被測定物質の、電気泳動
   またはクロマトグラフなどにより分画されたデンシトメ
   トリックパターンの形成されている支持体を載置する載
   置台、 前記載置台上に載置されたデンシトメトリックパタ
   ーンの支持体に対して相対移動し、該デンシトメトリッ
   クパターンの濃淡を読取って該デンシトメトリックパタ
   ーンの移動距離を検出する手段、 前記移動距離を検出する手段からの信号に基づく前
   記標準試料のデンシトメトリックパターンの移動距離の
   検出値と、予め入力された前記標準試料の既知の分子量
   および／または等電点とに基づき前記標準試料の分子量
   および／または等電点に関する検量線を演算作成し、ま
   た該演算作成された標準試料の分子量および／または等
   電点に関する検量線と、前記移動距離を検出する手段か
   らの信号に基づく前記被測定物質のデンシトメトリック
   パターンの移動距離の検出値とに基づき、前記被測定物
   質の分子量および／または等電点を演算数値化する検量
   線法プログラムを搭載したコンピュータ、 前記コンピュータにより制御された演算結果を表
   示、記録および／またはプリントアウトする手段を有す
   ることを特徴とする検量線法プログラム内装コンピュー
   タ付設の デンシトメトリックパターン読取り表示記録装置。
2. 【請求項２】検量線法プログラムにおいて、デンシトメ
   トリックパターンの移動距離の検出値から該パターンの
   測定開始点と測定終了点との測定距離間隔に対する相対
   移動距離値を演算し、該相対移動距離値に基づいて標準
   試料の分子量および／または等電点に関する検量線およ
   び被測定物質の分子量および／または等電点を演算する
   プログラムを有することよりなる請求項（１）記載のデ
   ンシトメトリックパターン読取り表示記録装置。
3. 【請求項３】検量線法プログラムにおいて、デンシトメ
   トリックパターンの相対移動距離値が、測定開始点から
   パターンのピーク面積の重心値までの相対移動距離値ま
   たは測定開始点からパターンのピーク最大値までの相対
   移動距離値であるプログラムを有することよりなる請求
   項（１）または（２）記載のデンシトメトリックパター
   ン読取り表示記録装置。