JPS5952979B2 - 粒子の電気泳動の移動度を測定する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 門 本願発明は、粒子の電気泳動の移動度を測定するた
めの方法に関するものである。

電気泳動セル内に収容された液体サンプルに電圧が「同
日されそして二つのセットしたマーク間の予じめ選択し
てある距離をある選択された粒子が移動するのに要フす
る時間を、望ましくはビジコン方式で記録しそしてモニ
ターに再現するサンプルのビデオイメージをマイクロス
コープで観測するものである。従前の方法や装置におい
ては、積層バッファ流内で常時ジェット形で給電される
粒子又は多数の５セルが捕えられ、一定数のコンテナ内
の垂直電界で偏向された後に、その量が求められそして
さらに他の調査用に供されている。粒子の電気泳動の移
動度は観測する粒子が一定の積層流でこうむる偏向によ
つて決定される。この従来の方法およびθ装置は、種々
の理由から不利である。たとえばバッファ流およびサン
プル流は高い安定度を必要とする反面、サンプルの全印
加容量が大変低いので、使用されるイオンバッファが低
く繰返し調査がはとんど不可能である。０５さらに他の
公知の方法によれば、粒子の電気泳動の移動度は、粒子
で拡散するレーザ光の振動数のドプラー効果より決定さ
れる。

拡散レーザ光を分析するための方法（マルチチヤンネル
検光子等）の費用が相当な額になる。さらにまた、各微
粒子の電気泳動の移動度が時間測定により得られる方法
も公知である。それは電圧が電気泳動室内の液体サンプ
ルに印加され、このサンプルのマイクロスコープ観測で
選択し観測された粒子が前もつて定めた距離を移動する
のに要する遷移時間が手動例えばストツプ・ウオツチで
測定される。この測定結果に含まれる主たる誤差はオペ
レータによるので不利である。この主たる結果は一方で
は肉眼観測および手動時間測定でそして他方では時間を
測定するための粒子の選択をするオペレータの判断に依
存することになる。したがつてこれらの一連の測定の誤
差を無くすには平均値を得る必要が生じ、それには時間
が掛かるばかりか費用が高くなる欠点が存する。

そこで本願発明は、前記諸欠点を除去し、電気泳動測定
の正確度を高めそしてこのような方法に含まれる技術的
の費用や時間を減小させるところの方法を提供せんとす
るものである。さらに本願発明は、諸欠点を除去する方
法を可能とする最も簡単な方法でもつて各選択した粒子
の電気泳動の移動度を正確に時間測定する方法を提供せ
んとするものである。

本願発明は、粒子の電気泳動の移動度を測定す，る方法
に関するものであり、電気泳動セル内に配置したサンプ
ルに電圧を印加し、マイクロスコープを通してサンプル
を観測し、ビデオ技術で記録し、モニターで映し、サン
プルの選択した粒子が前もつて決めた距離を移動するの
に要する時間を，測定する構成から成り、イメージ走査
信号がサンプルの録画から作出され、フイルタ一線およ
びそれに続くデジタル変換を通過後のイメージ走査信号
が調整できる標準電圧との比較によつてモニターに同時
に到着するところの複数のパルスに論理５的に接続され
ており、その同時に到着するパルスのうちの一つはイメ
ージ走査信号のイメージ同期パルスから遅延して作出さ
れそして他の二つのパルスはイメージ走査信号の線同期
パルスから作出されることを特徴とし、さらに遅延線同
期パルス４のうちの一つおよび遅延イメージ同期パルス
そしてデジタルイメージ走査信号が同時に送られる時に
生じる論理接続により作出される第一の信号がカウント
オペレーシヨンをＩ・りカーし、このオペレーシヨンが
論理組合せにより作出されるさらに他の信号によつて停
止される。

即ち、カウントオペレーシヨンのスタートおよびストツ
プがサンプルのビデオ記録のデジタルイメージ走査信号
と遅延線ビデオ周期パルスとの論理接続により行われる
ものである。カウントオペレーシヨンのスタートが遅延
線同期パルスによりトリカーされた後に、各遅延線同期
パルスが拒絶されしたがつてカウントオペレーシヨンの
停止後にさらに他の遅延ノ線同期パルスとなつているの
が有利である。さらに又、各遅延線同期パルスの二つの
遅延時間を各個別にあるいはまた同時にセツトで゛きる
ようにするのが有利である。さらに加えて、遅延イメー
ジ同期パルスのパルス振動数および遅延時間が調整でき
るようになつているが有利である。イメージから作出さ
れるシグナルおよび線同期パルスによつてモニターが輝
度調整されそしてそのシグナルがモニターのスクリーン
上の垂直および水平マーク線として表われるのがさらに
有利である。そのカウントパノレスがデ゛ジタノレ化さ
れそして数値が求められるのが望ましい。ビデオ同期パ
ルスからの時間遅延によつて周期的シグナルが誘導され
、その信号がモニタースクリーン上の可変の面の方形と
して表われるように変換されるので一つのイメージセク
シヨンが形成され、それが時間測定のためのベースとな
る。即ち、このイメージセクシヨン内で分析対象のサン
プルの電気泳動粒子が移動する時はいつでも、一つの粒
子がそのイメージセクシヨンの一方の垂直限界から他方
の垂直限界まで移動する時間が測定される。この時間測
定はカウントオペレーシヨンのスタートおよびストツプ
により行われ、そのカウントパノレスがデ゛ジタル化さ
れ計算される。カウントオペレーシヨンのスタートおよ
びストツプが論理組合せによつて行われそして遅延ビデ
オ同期パルスがサンプルの録画のデジタルイメージ走査
信号によつて生じる。カウントオペレーシヨンをトリガ
゛一するこれらの遅延線同期パルスが、そのカウントオ
ペレーシヨンのスタートとストツプがモニターのイメー
ジセクシヨンの垂直方向両限界で起ることを確実にさせ
るためにカウントオペレーシヨンのスタート後に拒絶さ
れる。電気泳動の数値計算に寄与するサンプルの粒子は
、デジタルイメージ走査シグナルに関して標準電圧をバ
ランスさせることによつて選択される。次に概略図にて
示す本願発明の実施例に従つて説明する。

ビデコン１は分離増幅器２および変調器３を介してモニ
ター４に接続し、又分離増幅器２を介しはしご形フイル
タ５と接続しさらに標準電圧Ｕｒを備えている比較器６
を介してアンド（論理積）素子７の第一人力およびオア
（論理和）素子８の出力と接続している第二人力に接続
している。

オア素子８の一方の入力はアンド素子９の出力にそして
オア素子８の他方の入力はアンド素子１０の出力に接続
している。分離増幅器２の他の出力は振幅分離器１１を
経てパルスデイストリビユータ１２に接続しており、そ
の第一出力はマルチバイブレータ１３に、そしてさらに
その出力は他の二つのマルチバイブレータ１４，１５と
連結している。パルスデイストリビユータ１２の他の出
力は直列な二つのマルチバイブレータ１６，１７を経て
アンド素子９，１０の各入力に接続している。マルチバ
イブレータ］４の出力はアンド素子９の第二の入力、変
調器３の入力、オア素子１８の第一の入力そしてアンド
素子］９の第一の入力とにそれぞれ接続している。同様
に、マルチバイブレータ１５の出力の接続がアンド素子
］０の第二の入力と、変調器３のさらに他の入力と、オ
ア素子１８の第二の入力およびアンド素子２０の第一の
入力と行われている。マルチバイブレータ１７の出力は
もちろん変調器と接続しておりそしてアンド素子７の出
力がアンド素子１９，２０の各入力に接続している。ア
ンド素子１９はその出力がフリツプ・フロツプ２］のり
セツト入力に接続しており、しかるにアンド素子２０は
フリツプ・フカツプ２２のりセツト入力に接続している
。フリツプ・フロツプ２１の出力はアンド素子９の第三
の入力と接続しており、フリツプ・フロツプ２２の出力
はアンド素子１０の第三の入力と接続している。オア素
子１８とアンド素子７はアンド素子２３の各入力とその
出力例で接続しており、そのアンド素子２３の出力はフ
リツプ・フロツプ２４のりセツト入力と接続している。
フリツプ・フロツプ２１，２２，２４のセツト入力はク
ロツクパルス入力に印加される。アンド素子７の出力は
二つのアンド素子２５，２６の各入力と接続しており、
そのアンド素子２５の第二の入力はフリツプ・フロツプ
２４の第一の出力とそしてアンド素子２６の第二の入力
はフリツプ・フロツプ２４の第二の出力とそれぞれ接続
している。アンド素子２５，２６の出力は、フリツプ・
フロツプ２７の二つの入力に誘導されており、その出力
はアンド素子２８の入力と接続している。アンド素子２
８の第二人力にはクロツクパルス発振器２９が印加して
おり、そのアンド素子２８の出力はカウンタ３０と接続
している。ビデコン１は、粒子が収められている分析対
象の液体サンプルの録画を作出する。

この録画はモニター４のスクリーン上に映される。ビデ
コン１はさらにイメージ評価走査信号を作出し、そのＳ
Ｎ比は、はしご形フイルタ一５で改良される。このイメ
ージ走査信号は比較器で標準電圧Ｕｒとの比較でデジタ
ル化されるので、そのデジタルイメージ走査信号がアン
ド素子７に到達する。振幅分離器１１には分離ステージ
２で分離されたビデオ信号から周期パルスが誘導され、
次のパルスデ・イストリビユータ１２でイメージ周期パ
ルス（ＩＳＰ）と線同期パルス（ＬＳＰ）とに分離され
る。この線同期パルス（ＬＳＰ）はマルチパイプレータ
１３で遅延される。後続する二つのマルチバイブレータ
１４，１５はそれぞれ異る遅延時間をｊ有しておりマル
チバイブレータ１３とはそれぞれ直列に接続しているの
で、その各出力は二つの遅延周期線パルスを常時供給し
、そのパルスが変調器３によつてモニター４の輝度走査
を行いそしてモニターのスクリーンに二つの垂直マーク
となつノて認められるようにする。これらのマークの位
置はマルチバイブレータ１３の遅延時間の変化により共
通に変えられるか、マルチバイブレータ１４，］５の遅
延時間の変化により個々に変えられるかのどちらかによ
り行われる。これらのマーク７は、分析するサンプル内
の粒子の時間測定の基礎となる距離を限定する。パルス
デイストリビユータ１２の出力におけるイメージ周期パ
ルス（ＩＳＰ）はマルチバイブレータ］６と］７とによ
つて二度遅延されるので遅延周期イメージ周期パJャ泣
Xがマルチバイブレータ］７の出力に供される。

このパルスのリードエツジはマルチバイブレータ１６に
より時間に関して決定されそしてそのパルスのトラベル
エツジがマルチバイブレータ１７により決定される。遅
延１ＳＰは変調器３を経てモニター４のスクリーンに水
平マークを作出しそしてモニター４の輝度調整を行う。
このマークの幅は、マルチバイブレータ］７のセツト遅
延時間による。マルチバイブレータ１６による遅延時間
の変化によつて、水平マークの上限線とモニター４の上
限イメージ限界間のスペースが調節される。かくして、
モニター４のスクリーン上の三つのマークが自由に調整
し得る方形イメージセクシヨンを表わし、それが利用さ
れる。

サンプル粒子の時間を測定するための本発明方法によれ
ば、撰択した粒子が二つの垂直マーク間のイメージセク
シヨンを通過するのに要する移動時間が測定される。し
力化ながら時間測定は粒子が水平に制限されたイメージ
セクシヨン以内を動く時に限つてのみ行える。例えば粒
子が電気泳動的に評価されねばならない輝度および又は
サイズに基づく選択は、イメージ同期パルス（ＩＳＰ）
が比較器６でデジタル化される時に標準電圧Ｕｒをバラ
ンスさせることにより行われる。図示されている配列は
、フリツプ・フロツプ２１，２２，２４のセツテイング
によるコントロール入力１Ｃでのパルスによつて測定の
ためのスタンバイ位置にセツトされている。

それはオペレーシヨンの技術的見地から考えて分析対象
のサップ、ルの準備後に行われる。この配列のスタンバ
イ位置で、パルスは、遅延１ＳＰ、二つの遅延線同期パ
ルスの一つのおよび゛デジタルＩＳＰのパルスが同時に
生じる時に、アンド素子７，９，１０およびオア素子８
の連結によりアンド素子７の出力信号に、よりセツトさ
れ、セツトフリツプ・フロツプ２４により聞かれそして
このフリツプ・フロツプ２７がアンド素子２８から成る
ゲート回路を開くので、クロツク・パルス発振器２９の
カウント振動数がカウント３０に給送される。アンド素
子７のｊ出力に到達する前記条件のもとで作出される次
のパルスがオア素子１８とアンド素子２３を経てフリツ
プ・フロツプ２４をりセツトし、そのフリツプ・フロツ
プ２４がアンド素子２６を経てフリツプ・フロツプ２７
をりセツトする。フリツプ・フ４ロツプ２７のりセツト
により、アンド素子２８がプロツクされそしてカウンタ
３０のカウントオペレーシヨンがストツプされる。カウ
ントの結果がデジタル化されそして任意の時間測定との
関連でコンピユータ一が評価される。コントロール入力
ＩＣにおける新しいパルスによりこの配列が次の測定の
ためにスタンバイ位置におかれる。カウンタ３０におけ
るカウントオペレーシヨンは、分析．サンプル内の選択
粒子が二つの垂直マークの一つを通過する時にスタート
される。カウンタ３０のカウントオペレーシヨンのブレ
ークを防ぐために、サンプル内の同種の他の粒子が垂直
マークを通過し、カウンタ３０のカウントオペレーシヨ
ンフのスタートを起させる時に、それぞれの遅延時間の
さらに遅延したＬＳＰがカウントオペレーシヨンのスタ
ート後に阻止される。これはアンド素子７の出力をアン
ド素子１９，２０およびアンド素子９，１０に連結して
いるところの後続するフリツプ・フロツプ２１，２２内
で゛マルチバイブレータ１４，１５の出力と接続させる
ことにより行われる。アンド素子７の出力に送られそし
てカウントオペレーシヨンのスタートをさせるパルスが
アンド素子１９を経てフリツプ・フロツプ２１をあるい
はアンド素子２０を経てフリツプ・フロツプ２２をりセ
ツトする。二つのフリツプ・フロツプ２１，２２のどち
らがりセツトされるか、即ちモニター４のスクリーン上
のどちらの垂直マータをサンプルの粒子が通過するかは
、遅延ＬＳＰがマルチバイブレータ１４と１５のどちら
の出力で゛カウントオペレーシヨンをトリガするかによ
り決められる。フリツプ・フロツプ２１か２２のどちら
がりセツトされるかにより、アンド素子９か］０のどち
らかがプロツクされる。即ち、カウントオペレーシヨン
をトリガしそしてフリツプ・フロツプ２１又は２２およ
び２７のセツテイングをするところのマルチバイブレー
タ１４力川５の周期的遅延ＬＳＰの一方が、アンド素子
７の出力でカウンタ３０のカウントオペレーシヨン用の
ストツプパルスを作出することがで゛きないからである
。

それからカウントオペレーシヨンのストツプは、遅延イ
メージ周期パルスとデジタルイメージ走査信号のパルス
の同時出現によつて二つのフリツプ・フロツプの一方で
プロツクされないところの二つのアンド素子９，１０の
一方の入力で他の遅延ＬＳＰによつてのみ行われる。マ
ルチバイブレータ１４，１５には遅延線同期パルスのパ
ルス波形用のパルス波形ユニツト （図示せず）が後続
している。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す概略図。 １・・・・・・ビデコン、２・・・・・・分離増幅器、
３・・・・・・変調器、４・・・・・・モニター ５・
・・・・・はしご形フイルタ一、６・・・・・・比較器
、７・・・・・・アンド素子、８・・・・・・オア素子
、９，１０・・・・・・アンド素子、１１・・・・・・
振幅分離器、１２・・・・・・パルスデイストリビユー
タ、１３，１４，１５，１６，１７・・・・・・マルチ
バイブレータ、１８・・・・・・オア素子、１９，２０
・・・・・・アンド素子、２１，２２，２４，２７・・
・・・・フリツプ・フロツプ、２３，２５，２６，２８
・・・・・・アンド素子、２９・・・・・・クロツクパ
ルス発振器、３０・・・・・幼ウンタ、Ｕｒ・・・・・
・標準電圧、ＩＳＰ・・・・・・イメージ同期パルス、
ＬＳＰ・・・・・・線同期パルス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気泳動セル内に配されたサンプルに電圧を印加し
   、マイクロスコープでサンプルを観測し、ビデオ技術で
   記録し、モニターに表示しそしてサンプルの選択した粒
   子が予じめ決めた距離を移動するのにかかる時間を測定
   する構成をとり、イメージ走査信号がサンプルの録画か
   ら作出され、フィルター線およびそれに続く調整可能な
   標準電圧との比較によるデジタル変換された後のイメー
   ジ走査信号がモニターに同時に到達するパルスと論理的
   に接続され、そのパルスの一つがイメージ走査信号のイ
   メージ同期パルスからの遅延により作出され、そして他
   の二つのパルスがイメージ走査信号の線同期パルスから
   作出され、そして遅延線同期パルスのうちの一つ、遅延
   イメージ同期パルスおよびデジタルイメージ走査信号と
   が同時に送られる時に生じる論理組合せにより作出され
   る第一信号がカウントオペレーションをトリガーし、こ
   のオペレーションが論理組合せにより生じるさらに他の
   信号によりストップすることおよび各時間遅延線同期パ
   ルスの二つの異る時間遅延が個別のみならず同時にセッ
   トされることを特徴とする粒子の電気泳動の移動度を測
   定する方法。