JPH10176992A - Dna塩基配列決定装置 - Google Patents

Dna塩基配列決定装置

Info

Publication number
JPH10176992A
JPH10176992A JP8353590A JP35359096A JPH10176992A JP H10176992 A JPH10176992 A JP H10176992A JP 8353590 A JP8353590 A JP 8353590A JP 35359096 A JP35359096 A JP 35359096A JP H10176992 A JPH10176992 A JP H10176992A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
plate
dna base
electrophoresis plate
dna
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP8353590A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Nemoto
亮二 根本
Yoshinori Mishina
喜典 三品
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High-Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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 Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Priority to JP8353590A priority Critical patent/JPH10176992A/ja
Publication of JPH10176992A publication Critical patent/JPH10176992A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面照射方式により蛍光検出を行う際にバック
グラウンド光の影響を最小にすることができるDNA塩
基配列決定装置を提供する。 【解決手段】 ガラス製泳動板の表面又は裏面から該泳
動板を通してゲル電解質層中の蛍光体で標識されたDN
A断片サンプルを励起させ、その際生じる蛍光を泳動板
の表面又は裏面から検出する、照射系と受光系とを有す
るDNA塩基配列決定装置において、前記照射系は、泳
動板に使用されているガラスの屈折率から決定されるブ
リュースタ角の角度で前記ガラス面に対して配設されて
いることを特徴とするDNA塩基配列決定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゲル電気泳動装置に
関する。更に詳細には、本発明はDNA断片サンプルを
蛍光体で標識し、ゲル電気泳動させその塩基配列を決定
するための塩基配列決定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】DNA等の塩基配列を決定する方法とし
て、ゲル電気泳動法が広く実施されている。
【0003】電気泳動する際に、従来は試料をラジオア
イソトープでラベルし、分析していたが、この方法では
手間と時間がかかる難点があった。更に、放射能管理の
点から常に最大限の安全性と管理が求められ、特別な施
設内でなければ分析を行うことができない。このため、
最近では、試料を蛍光体でラベルする方式が検討されて
いる。
【0004】光を用いる方法では、蛍光ラベルしたDN
A断片をゲル中を泳動させるが、泳動開始部から、15
〜20cm下方に各泳動路毎に光励起部と光検出器を設け
ておき、ここを通過するDNA断片を順に計測する。例
えば、配列を決定しようとするDNA鎖を鋳型として酵
素反応(ダイデオキシ法)による操作で末端塩基種がわ
かった種々の長さのDNAを複製し、これらに蛍光体を
標識する。つまり、蛍光体で標識されたアデニン(A)
断片群,シトシン(C)断片群,グアニン(G)断片群
およびチミン(T)断片群を得る。これらの断片群を混
合して電気泳動用ゲルの別々の泳動レーン溝に注入し、
電圧を印加する。DNAは負の電荷を持つ鎖状の重合体
高分子のため、ゲル中を分子量に反比例した速度で移動
する。短い(分子量の小さい)DNA鎖ほど早く、長い
(分子量の大きい)DNA鎖ほどゆっくりと移動するの
で、分子量によりDNAを分画できる。
【0005】図7は蛍光体標識を使用するゲル電気泳動
によるDNA塩基配列決定装置の一例の概要斜視図であ
る。この装置では、泳動板74の前面からDNA断片サ
ンプル76に対して光源70によりレーザ光90を照射
し、発生した蛍光を同じ面側で受光する。蛍光は集光レ
ンズ102で集光され、更に励起光カットフィルタ10
4を通過し、蛍光検出器106(例えば、CCD又はホ
トマルチプライヤ)で検出される。図3に示されるよう
な照射方式は一般的に、面照射方式と呼ばれている。
【0006】面照射方式は泳動板(ガラス板)の表面か
ら励起光を入射させるため、入射面における反射及びガ
ラス面に付着したゴミ、ホコリ又は油膜あるいはガラス
面の微小な傷による散乱などにより、検出すべき蛍光に
対してバックグラウンド光(迷光成分)が大となる傾向
がある。バックグラウンド光(迷光成分)が大きくなる
と蛍光検出器のダイナミックレンジを狭め、蛍光検出の
際、不都合を生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は面照射方式により蛍光検出を行う際にバックグラウン
ド光の影響を最小にすることができるDNA塩基配列決
定装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題は、ガラス製泳
動板の表面又は裏面から該泳動板を通してゲル電解質層
中の蛍光体で標識されたDNA断片サンプルを励起さ
せ、その際生じる蛍光を泳動板の表面又は裏面から検出
する、照射系と受光系とを有するDNA塩基配列決定装
置において、前記照射系は、泳動板に使用されているガ
ラスの屈折率から決定されるブリュースタ角の角度で前
記ガラス面に対して配設することにより解決される。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明によるDNA塩基配
列決定装置の一例の概要断面図である。図示されている
ように、泳動板74は2枚のガラス板からなり、そのガ
ラス板の間にポリアクリルアミドなどのゲル電解質から
なる層78が充填されている。蛍光体で標識されたDN
A断片サンプル76はこのゲル電解質層78内を電荷に
より、泳動板の一方の端部から他方の端部へ泳動する。
【0010】集光レンズ1、励起光カットフィルタ3及
び蛍光検出器5からなる受光系はガラス板の表面に対し
て垂直に配置されている。これに対して、光源7とコリ
メータレンズ9とからなる照射系は角度θだけ傾斜させ
て配置されている。従って、この角度θが励起光の入射
角となる。
【0011】受光系で検出されるバックグラウンド光の
大きさは、受光系のガラス面との角度により照射光の入
射角に従って変化する。照射系のガラス面での反射率は
偏光成分により特性が異なるが、P成分についてはブリ
ュースタ角において反射率が0%となり、この角度にお
いてバックグラウンド光の大きさが極小値を示すものと
予想される。すなわち、ブリュースタ角で励起光を照射
した場合、最も良好なS/N比が得られるものと思われ
る。“ブリュースタ角”とは、誘電体表面で反射する光
に関し、電気ベクトルが入射面内にある光の反射率がゼ
ロになる入射角のことである(小柳修爾著「光技術用語
辞典」,平成6年1月オプトロニクス社発行)。
【0012】照射系は無偏光であることが好ましい。照
射系の入射角θは使用されるガラス板の屈折率から決定
されるブリュースタ角とする。従って、この入射角θは
使用される泳動板のガラス板に応じて変化する。図2は
ゲル電気泳動装置における泳動板として一般的に使用さ
れているガラス板におけるバックグラウンド光の大きさ
と入射角との関係を測定した特性図である。バックグラ
ウンド光の大きさはガラス板のそれぞれ異なる3ケ所で
測定した。面照射による蛍光の大きさ(FI)は入射角
に拘わらず大体一定である。これに対して、面照射によ
る散乱(バックグラウンド光)の大きさ(IBG)は入射
角度が55〜60゜付近で最も小さくなる。
【0013】図3は面照射による蛍光の大きさ(FI)
に対する面照射による散乱(バックグラウンド光)の大
きさ(IBG)の比率を示す特性図である。この特性図か
らも明らかなように、入射角θが55〜60゜付近で比
率がほぼ最大になる。従って、これらの特性図から、こ
のガラス板の場合、ガラス面に対して照射系を55〜6
0゜の角度で傾斜させて配置すべきことが理解できる。
【0014】照射系で使用される光源7の種類は特に限
定されない。レーザ光源、白熱光源、レーザダイオード
などDNA断片サンプルを標識するのに使用されている
蛍光体を励起し、そこから蛍光を発生させることができ
る光源であれば全て使用できる。光源は泳動路の数と同
数使用することもできるし、あるいは適当な駆動系で走
査することにより全ての泳動路に対して共通的に使用す
ることもできる。従って、光源は少なくとも1個あれば
よい。この光源と併用されるレンズ9などの他の光学手
段も必要に応じて、適宜好適なものを選択して使用すれ
ばよい。
【0015】同様に、受光系の集光レンズ1,励起光カ
ットフィルタ3及び蛍光検出器5の組み合わせも図1に
示された構成に限定されない。例えば、特願平6−18
3028号明細書に開示されているようなセルフォック
レンズやCCDラインセンサなども使用できる。
【0016】前記のように、ガラス面における入射光の
反射率と透過率は入射角により偏光成分(P成分及びS
成分)に対し異なる特性を有する。偏光成分のうちのP
成分については、入射角をブリュースタ角とすることに
より反射率をほぼ0%とすることができる。しかし、入
射角をブリュースタ角としてもS偏光成分はカットされ
ず、P偏光成分と共に蛍光検出器に入射され、検出器の
外乱要因となる。従って、このS偏光成分をカットし、
P偏光成分だけを蛍光検出器に入射させれば、最も良好
な結果が得られる。
【0017】図4は蛍光検出器に入射するS偏光成分を
カットするための偏光板11が受光系光路中に挿入され
た本発明のDNA塩基配列決定装置の一例の部分概要断
面図である。図5はS偏光成分をカットするための偏光
板を使用しない場合の蛍光検出器の出力波形図である。
図6はS偏光成分をカットするための偏光板を使用した
場合の蛍光検出器の出力波形図である。両方の図を比較
することにより、偏光板を使用すると、バックグラウン
ドが低く抑えられ、相対的に検出器のダイナミックレン
ジが拡大されることが理解できる。偏光板11は図示さ
れているような受光系光路中に限らず、照明系の光路中
にも挿入できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
泳動板に使用されているガラスの屈折率から決定される
ブリュースタ角の角度で励起光をガラス面に入射させ
る。これによりバックグラウンド出力を最小に抑えるこ
とができ、蛍光信号のダイナミックレンジを広くできる
ばかりか、良好なS/N比が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるDNA塩基配列決定装置の一例の
部分概要断面図である。
【図2】泳動板に使用されるガラス板における励起光入
射角とバックグラウンド出力との関係を示す特性図であ
る。
【図3】図2に示されたバックグラウンド出力と蛍光出
力との比を示す特性図である。
【図4】S偏光成分カット用偏光板が受光系光路中に挿
入された本発明のDNA塩基配列決定装置の一例の部分
概要断面図である。
【図5】S偏光成分カット用偏光板を使用しない場合の
蛍光検出器の出力波形図である。
【図6】S偏光成分カット用偏光板を使用した場合の蛍
光検出器の出力波形図である。
【図7】従来のDNA塩基配列決定装置の一例の部分概
要断面図である。
【符号の説明】
1 集光レンズ 3 励起光カットフィルタ 5 蛍光検出器 7 光源 9 コリメータレンズ 11 S偏光成分カット用偏光板 74 泳動板 76 蛍光体標識DNA断片サンプル 78 ゲル電解質層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C12M 1/00 G01N 27/26 325A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス製泳動板の表面又は裏面から該泳
    動板を通してゲル電解質層中の蛍光体で標識されたDN
    A断片サンプルを励起させ、その際生じる蛍光を泳動板
    の表面又は裏面から検出する、照射系と受光系とを有す
    るDNA塩基配列決定装置において、前記照射系は、泳
    動板に使用されているガラスの屈折率から決定されるブ
    リュースタ角の角度で前記ガラス面に対して配設されて
    いることを特徴とするDNA塩基配列決定装置。
  2. 【請求項2】 照射系と受光系が何れも泳動板の一方の
    ガラス板の同じ面側に配置され、受光系は該ガラス面に
    対して垂直に配置され、照射系は該ガラス面に対して該
    ガラスの屈折率から決定されるブリュースタ角の角度で
    傾斜されて配置されている請求項1のDNA塩基配列決
    定装置。
  3. 【請求項3】 S偏光成分をカットするための偏光板を
    更に有する請求項1のDNA塩基配列決定装置。
JP8353590A 1996-12-17 1996-12-17 Dna塩基配列決定装置 Pending JPH10176992A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8353590A JPH10176992A (ja) 1996-12-17 1996-12-17 Dna塩基配列決定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8353590A JPH10176992A (ja) 1996-12-17 1996-12-17 Dna塩基配列決定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10176992A true JPH10176992A (ja) 1998-06-30

Family

ID=18431872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8353590A Pending JPH10176992A (ja) 1996-12-17 1996-12-17 Dna塩基配列決定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10176992A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7029562B2 (en) 1998-10-26 2006-04-18 Hitachi, Ltd. Capillary array electrophoresis apparatus
US7083975B2 (en) * 2002-02-01 2006-08-01 Roland Green Microarray synthesis instrument and method
JP2006215025A (ja) * 2005-01-18 2006-08-17 F Hoffmann La Roche Ag テレセントリック性を用いた蛍光信号の結像
JP2012122824A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Ihi Corp 水中目視検査装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7029562B2 (en) 1998-10-26 2006-04-18 Hitachi, Ltd. Capillary array electrophoresis apparatus
US7083975B2 (en) * 2002-02-01 2006-08-01 Roland Green Microarray synthesis instrument and method
US8026094B2 (en) 2002-02-01 2011-09-27 Roche Nimblegen, Inc. Microarray synthesis instrument and method
JP2006215025A (ja) * 2005-01-18 2006-08-17 F Hoffmann La Roche Ag テレセントリック性を用いた蛍光信号の結像
JP2012122824A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Ihi Corp 水中目視検査装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0294996B1 (en) Scanning fluorescent detection system
Chen et al. Low-cost, high-sensitivity laser-induced fluorescence detection for DNA sequencing by capillary gel electrophoresis
JPS63243874A (ja) 塩基配列決定装置
JPH01116441A (ja) 光分散検出型電気泳動装置
US4971677A (en) Fluorescence detection type electrophoresis apparatus
EP0626578B1 (en) Apparatus for gel electrophoresis
Li et al. Simple two-color base-calling schemes for DNA sequencing based on standard four-label Sanger chemistry
JPH09243598A (ja) マルチキャピラリーdna塩基配列決定装置
JP2610870B2 (ja) 塩基配列決定装置
JPS6321556A (ja) Dna塩基配列決定装置
JP2974495B2 (ja) 電気泳動装置及び電気泳動方法
JPH07134101A (ja) Dna塩基配列決定装置
JPH10132784A (ja) Dna塩基配列決定装置
JP2594925B2 (ja) 電気泳動装置
JP2000097908A (ja) 電気泳動装置
JPH0210266A (ja) 塩基配列決定装置
JPH02218941A (ja) 蛍光検出型ゲル電気泳動パターン解析装置
JPH09243597A (ja) マルチキャピラリーdnaシーケンサ
JPH0574780B2 (ja)
US20030175821A1 (en) Apparatus and method for microscopic comet assay
JPH01209351A (ja) 塩基配列決定装置
Jiang Development of 32-capillary direct-reading multi-wavelength spectrometer for capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection
JP2746252B2 (ja) 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法
JPH07151687A (ja) 螢光検出型電気泳動装置
JP2914333B2 (ja) 塩基配列決定方法