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JP3695631B2 - Electrophoresis device - Google Patents

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JP3695631B2
JP3695631B2 JP14940099A JP14940099A JP3695631B2 JP 3695631 B2 JP3695631 B2 JP 3695631B2 JP 14940099 A JP14940099 A JP 14940099A JP 14940099 A JP14940099 A JP 14940099A JP 3695631 B2 JP3695631 B2 JP 3695631B2
Authority
JP
Japan
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electrophoresis
sample
gel
thickness direction
electrophoresis apparatus
Prior art date
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Japanese (ja)
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Inventor
健雄 田名網
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Priority to US10/769,017 priority patent/US20040182710A1/en
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイオ分野で使用される電気泳動装置に関し、特に電気泳動の高速化および高分解能化のための改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電気泳動法は、安価で簡単な装置を使って遺伝子構造解析やアミノ酸などの蛋白質の構造分析を行うことができる方法としてよく知られ、バイオ分野で多用されている。
【0003】
電気泳動法には、ポリアクリルアミドを使ったディスク電気泳動法をはじめとして、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)ポリアクリルアミドゲル電気泳動法、等電点電気泳動法、核酸のゲル電気泳動法、他分子との相互作用の影響を利用した電気泳動法、2次元電気泳動法、キャピラリー電気泳動法などがある。
【0004】
図9は従来の泳動計測装置の一例を示す構成図であり、この泳動計測装置は大別して電気泳動装置部10と信号処理装置部20から構成されている。
電気泳動装置部10は、電気泳動を行う泳動部11と、泳動部11に電圧を印加するための第1電極12および第2電極13と、泳動部11および各電極12,13を保持する支持板14と、前記電極に電圧を加える電気泳動用電源装置15と、蛍光物質を励起するための光を発生する光源16と、光源16からの光を導く光ファイバ17と、蛍光物質から発生した蛍光を集光し、光学フィルタにより特定波長の光を選択的に通した後、これを電気信号に変換する光検出器18から構成されている。
【0005】
信号処理装置部20では、光検出器18からの電気信号を受けて、適宜の処理、例えば、デジタルデータへのデータ変換、加算平均処理等の前処理などを施すことができるようになっている。この信号処理装置部20の出力は図示しないデータ処理装置に送られ、解析処理により試料の分析が行われる。
【0006】
このような装置において、泳動部11にゲルを注入し、このゲルの上部から蛍光物質で標識したDNA断片の試料を注入し、続いて電源装置15により第1電極12および第2電極13に電圧を印加すると、電気泳動が始まる。試料の各レーンには試料に含まれる分子が分子量ごとに集まり、それぞれバンドを作る。分子量の軽い分子ほど泳動速度が速いため同一時間内に泳動される距離は大きい。
【0007】
これらのバンドの検出は、光源16からの光(例えば、レーザ光)でゲルを照射してゲル中でバンドに集まっている標識の蛍光物質に蛍光を発生させ、この蛍光を光検出器18で検出する。
【0008】
すなわち、レーザ光が照射されると、図10に示すように光路31上に存在するゲルの蛍光物質が励起されて、蛍光を発する。この蛍光を、レーンごとに所定の検出位置で電気泳動方向に時間の経過と共に検出する。これにより、各レーンのバンド32が光路31上の位置を通過する時に蛍光が検出されることになり、1つのレーンにおける蛍光強度のパターン信号が得られる。
図示しないデータ処理装置は、このパターン信号から、例えば、DNAの各塩基配列を解析することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電気泳動装置では、次のような課題があった。
▲1▼測定に時間がかかる。
▲2▼分離能が十分ではない。多種の分離には多数のレーンが必要である。2次元が限界であるため3次元以上の相互関連情報は得られない。
▲3▼設置面積が大きい。泳動部の面積は、例えば、50cm×50cm、あるいは5cm×5cm等といずれも大きい。
▲4▼特に2次元は位置の再現性が悪い。別レーンにマーカを入れてこれを参照すればよいが、マーカを入れると面積が増大する。
【0010】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、泳動部がコンパクトであり、しかも高精度な泳動パターンが得られ、更に相互関連した多くの情報を短時間で得ることができる電気泳動装置を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項1の発明では、
蛍光色素で標識した試料を泳動部で電気泳動し、発光する蛍光パターンを読み取るように構成した電気泳動装置であって、
多種の蛋白またはDNA等の標的物質に対してそれぞれ異なる蛍光色素を結合させた複数の試料を前記泳動部の平板状のゲルの同一レーンに流し、試料の厚さ方向に電圧、pH、密度、濃度などの物理的勾配を設けて電気泳動を行う電気泳動装置部と、
前記泳動部の試料を励起光で走査し、励起光の照射により発光した前記試料の蛍光パターンを検出するように構成してなる走査型または非走査型の共焦点型顕微鏡あるいは2光子励起型顕微鏡を具備し、試料の3次元位置と濃度を検出できるようにしたことを特徴とする。
【0014】
このような構成によれば、レーンの数が減って泳動部がコンパクトになると共に、電圧勾配の不均一やゲルの不均一を防止でき高精度の測定が可能となる。また、多色の蛍光パターンの同時検出や、検出時間の短縮化が可能であり、さらに、試料の厚さ方向に、電圧や pH 、密度などの物理的勾配を設けて電気泳動を行って同時に3次元の泳動パターンを検出することができる。
【0015】
この場合、請求項2のように、ゲルの平面方向の2軸およびこの2軸に対して直角な厚み方向にそれぞれ異なる物理的勾配を設けて3軸方向に同時に泳動を行うことにより、高速でかつ3軸の影響の相互関係を測定できる。
【0016】
また、請求項3のように、ゲルの同一レーンに試料とマーカを混入させることにより、ゲル濃度、温度差、電圧の分布などと他の条件が同じとなるため、高精度でコンパクトな測定が可能となる。
【0017】
更に、請求項4のように共焦点顕微鏡の開口部を各試料の位置に一致させるかまたは試料の位置の内側に位置するように配置すると、試料のふちの影響のない高S/Nの測定を実現することができる。
【0018】
また、請求項5のように開口部の光源側に集光手段を備えれば、光源の有効利用を図ることができる。
【0019】
更に、請求項6のように、厚さ方向の濃度分布は、ゲルの片面のみに高濃度溶液を接触させるかまたは遠心分離または多層の積層により厚み方向に密度差をつけることにより実現することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳しく説明する。図1は本発明に係る電気泳動装置の一実施例を示す要部構成図である。図において、100は共焦点顕微鏡部、200は薄い平板状のゲルを有する平板状の電気泳動装置である。
【0021】
共焦点顕微鏡部(共焦点光スキャナとも呼ぶ)100は、泳動部201の担体を光走査し、担体から発光した蛍光の泳動パターンを読み取ることができるものであり、以下のような構成になっている。
【0022】
光源101からの励起光(例えば、波長λ1の青色のレーザ光)はレンズ102により平行光となり、ダイクロイックミラー103で反射した後、レンズ104を介してスリットアレイ105のスリット上に集光され、続いてスリットを通過した光は対物レンズ106により絞られ泳動部201の担体上に入射する。泳動部の蛍光物質はこの光により励起され蛍光を発する。
【0023】
この蛍光は、再び対物レンズ106、スリットアレイ105、レンズ104と逆戻りし、ダイクロイックミラー103を透過して次のダイクロイックミラー107に入射する。
なお、ダイクロイックミラー103は波長λ1(例えば、青色)の光を反射し、波長λ1より長い波長の光を透過する。また、ダイクロイックミラー107は波長λ2(例えば、緑色)の光を反射し、波長λ3(例えば、赤色)の光を透過する。波長λ1,λ2,λ3は図2のような関係にある。
【0024】
ダイクロイックミラー107を反射した波長λ2の光はレンズ108を介して受光器109に集光し、ダイクロイックミラー107を透過した波長λ3の光はレンズ110を介して受光器111に集光する。
スリットアレイ105を移動させて光源からの光が泳動部201の表面を光走査するように制御すれば、各受光器109,111には泳動部201で発生した蛍光泳動パターンが結像する。
【0025】
この場合、受光器109上には泳動パターン中で緑色に発光したパターンのみが結像し、受光器111には泳動パターン中で赤色に発光したパターンのみが結像する。受光器109,111は結像画像を電気信号に変換して出力する。
【0026】
電気泳動装置部200には、泳動部201と、泳動部201で電気泳動を行うための電圧を供給する電源202を備えている。
【0027】
このように共焦点スキャナを用いて泳動部201で発生した多色の蛍光泳動パターンを高精度で容易に測定することができる。
【0028】
ところで、電気泳動では分子量の絶対値は得られない。そのため、通常は図3に示すように参照用のマーカ分子を隣りのレーンに流すが、この方式では、場所をとり、また全レーンにわたり電圧を均一に印加し難いなどが原因で、測定誤差が生じるという問題がある。
【0029】
本発明では、図4に示すように同一レーンに試料と共に参照用のマーカ分子(以下単にマーカという)も混入して流す。ただし、各マーカと試料には異なる蛍光波長を持つ色素を結合しておく。このような物質を電気泳動させて、共焦点スキャナで光走査することにより同時に複数種の蛍光泳動パターンを検出することができる。
【0030】
図5は本発明の他の実施例である。2次元電気泳動は一般によく知られているが、これに対して図5は厚み方向(Z軸方向)に更に1次元加えた3次元電気泳動の例である。
【0031】
この場合、例えば、X軸方向(縦方向)、Y軸方向(横方向)、Z軸方向(厚み方向)に対し次のような電圧勾配やpH勾配のかけ方がある。
1)X軸方向に高電圧、Y軸方向にpH勾配、Z軸方向に低電圧をそれぞれ与える。
2)X軸方向に電圧、Y軸方向にpH勾配を与え、Z軸方向はゲル濃度を変えた多層ゲルとする。
3)X軸方向に電圧、Y軸方向にpH勾配を与え、Z軸方向には電圧勾配をかけアフィニティー電気泳動を行う。
【0032】
この場合、泳動部201の光走査面が光軸方向(Z軸方向)に上下できるように、例えば共焦点スキャナ100の対物レンズ106を上下移動可能に構成しておく。そしてZ軸方向の光走査面を制御しながら、XY軸方向の蛍光泳動パターンを多色検出することにより、容易に3次元の情報を得ることができる。
【0033】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0034】
例えば、図5の実施例において、例えば図6に示すようにXZのみをレーンとして使えば、通常の2次元電気泳動よりコンパクトとなる。
また、厚み方向(Z軸方向)の濃度分布は、片面のみ高濃度溶液を接触させたり、あるいは遠心分離により密度差を厚み方向につけることによって実現することができる。あるいはまた濃度の異なるゲルを多層に積層する方式で実現することもできる。
【0035】
また、図7に示すように厚み方向に試料とマーカを分離して入れると、他の条件は図6と同じでコンパクトな測定ができる。この場合、共焦点方式で厚み方向を分離して測定できるため、蛍光色は同一でもよい。
更にまた、図8に示すように、電気泳動を非走査型共焦点顕微鏡で測定するときは、共焦点の開口部61が試料の位置62と一致あるいはその一部を測定するように設置すれば、試料のふちの影響のない高S/Nの測定が実現できる。
【0036】
なお、光源としては単一光子型または2光子型のいずれの光源を用いても差し支えず、同様の効果が得られる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば次のような効果がある。
1)コンパクトで高精度の多色電気泳動を容易に実現することができる。
2)3次元の電気泳動が実現でき、装置がコンパクトであり、しかも相互関連を持った多くの情報を短時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多色電気泳動装置の一実施例を示す構成図である。
【図2】励起光および蛍光の各波長分布を示す説明図である。
【図3】試料とマーカの配置についての説明図である。
【図4】試料、マーカを同一レーンに注入する場合の説明図である。
【図5】3次元泳動を行う場合の泳動部の説明図である。
【図6】1つの軸方向を切り離す場合の説明図である。
【図7】試料の厚み方向にマーカを並べた場合の説明図である。
【図8】試料の位置と開口部の関係を示す説明図である。
【図9】従来の電気泳動装置の一例を示す構成図である。
【図10】泳動パターンの説明図である。
【符号の説明】
100 共焦点顕微鏡部
101 光源
102,104,108,110 レンズ
103,107 ダイクロイックミラー
105 スリットアレイ
106 対物レンズ
109,111 受光器
200 電気泳動装置部
201 泳動部
202 電源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoresis apparatus used in the bio field, and more particularly to an improvement for increasing the speed and resolution of electrophoresis.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, electrophoresis is well known as a method capable of performing gene structure analysis and structure analysis of proteins such as amino acids using an inexpensive and simple apparatus, and is widely used in the bio field.
[0003]
Electrophoresis includes disk electrophoresis using polyacrylamide, SDS (sodium dodecyl sulfate) polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, nucleic acid gel electrophoresis, There are electrophoresis methods utilizing the influence of interaction, two-dimensional electrophoresis methods, capillary electrophoresis methods and the like.
[0004]
FIG. 9 is a block diagram showing an example of a conventional electrophoretic measurement device. The electrophoretic measurement device is roughly composed of an electrophoretic device unit 10 and a signal processing device unit 20.
The electrophoresis apparatus unit 10 includes a migration unit 11 that performs electrophoresis, a first electrode 12 and a second electrode 13 for applying a voltage to the migration unit 11, and a support that holds the migration unit 11 and the electrodes 12 and 13. The plate 14, the electrophoretic power supply device 15 for applying a voltage to the electrode, the light source 16 for generating light for exciting the fluorescent material, the optical fiber 17 for guiding the light from the light source 16, and the fluorescent material It is composed of a photodetector 18 that condenses the fluorescence, selectively passes light of a specific wavelength by an optical filter, and converts it into an electrical signal.
[0005]
The signal processing unit 20 can receive an electrical signal from the photodetector 18 and perform appropriate processing, for example, pre-processing such as data conversion to digital data, addition averaging processing, and the like. . The output of the signal processing unit 20 is sent to a data processing device (not shown), and the sample is analyzed by analysis processing.
[0006]
In such an apparatus, a gel is injected into the electrophoresis unit 11, a sample of a DNA fragment labeled with a fluorescent substance is injected from above the gel, and then a voltage is applied to the first electrode 12 and the second electrode 13 by the power supply device 15. When is applied, electrophoresis starts. In each lane of the sample, the molecules contained in the sample gather for each molecular weight and form a band. The lighter the molecular weight, the faster the migration speed, and the longer the distance migrated in the same time.
[0007]
These bands are detected by irradiating the gel with light from the light source 16 (for example, laser light) to generate fluorescence in the fluorescent substance of the label gathered in the band in the gel, and this fluorescence is detected by the photodetector 18. To detect.
[0008]
That is, when the laser beam is irradiated, as shown in FIG. 10, the gel fluorescent substance existing on the optical path 31 is excited and emits fluorescence. This fluorescence is detected over time in the electrophoresis direction at a predetermined detection position for each lane. As a result, the fluorescence is detected when the band 32 of each lane passes the position on the optical path 31, and the pattern signal of the fluorescence intensity in one lane is obtained.
A data processor (not shown) can analyze each base sequence of DNA from the pattern signal, for example.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional electrophoresis apparatus has the following problems.
(1) Measurement takes time.
(2) The resolution is not sufficient. Multiple separations require a large number of lanes. Since 2D is the limit, interrelated information of 3D or higher cannot be obtained.
(3) Large installation area. The area of the migration part is as large as 50 cm × 50 cm or 5 cm × 5 cm, for example.
(4) Position reproducibility is particularly poor in 2D. It is only necessary to put a marker in another lane and refer to it, but if the marker is put, the area increases.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an electrophoresis apparatus capable of obtaining a highly accurate electrophoresis pattern and a lot of correlated information in a short time with a compact migration part. Is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the invention of claim 1,
An electrophoresis apparatus configured to perform electrophoresis on a sample labeled with a fluorescent dye in an electrophoresis section and read a fluorescent pattern that emits light,
A plurality of samples in which different fluorescent dyes are bound to various kinds of target substances such as proteins or DNAs are caused to flow in the same lane of the plate-like gel of the electrophoresis unit, and voltage, pH, density, An electrophoresis apparatus unit for performing electrophoresis with a physical gradient such as concentration;
A scanning or non-scanning confocal microscope or a two-photon excitation microscope configured to scan the sample of the migration section with excitation light and detect a fluorescence pattern of the sample emitted by irradiation with excitation light. And a three-dimensional position and concentration of the sample can be detected.
[0014]
According to such a configuration, the number of lanes is reduced and the migration section becomes compact, and voltage gradient nonuniformity and gel nonuniformity can be prevented and high-precision measurement is possible. In addition, simultaneous detection of multicolor fluorescence patterns and shortening of detection time are possible.In addition, physical gradients such as voltage, pH and density are provided in the thickness direction of the sample, and electrophoresis is performed simultaneously. A three-dimensional migration pattern can be detected.
[0015]
In this case, as described in claim 2, by carrying out simultaneous migration in the three axis directions by providing different physical gradients in the two axes in the plane direction of the gel and in the thickness direction perpendicular to the two axes , In addition, the interrelationship between the effects of the three axes can be measured.
[0016]
In addition, as described in claim 3, by mixing the sample and the marker in the same lane of the gel , the gel concentration, temperature difference, voltage distribution, and other conditions become the same, so a highly accurate and compact measurement is possible. It becomes possible.
[0017]
Further, when the confocal microscope opening is arranged so as to coincide with the position of each sample or inside the position of the sample as in claim 4 , the measurement of high S / N without the influence of the edge of the sample. Can be realized.
[0018]
Further, if the light condensing means is provided on the light source side of the opening as in claim 5 , the light source can be effectively used.
[0019]
Further, as in claim 6, the concentration distribution in the thickness direction can be realized by bringing a high-concentration solution into contact with only one side of the gel or by making a density difference in the thickness direction by centrifugation or multilayer lamination. it can.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an embodiment of an electrophoresis apparatus according to the present invention. In the figure, 100 is a confocal microscope section, and 200 is a flat electrophoresis apparatus having a thin flat gel .
[0021]
A confocal microscope unit (also referred to as a confocal optical scanner) 100 can optically scan the carrier of the migration unit 201 and read the fluorescence migration pattern emitted from the carrier, and has the following configuration. Yes.
[0022]
Excitation light from the light source 101 (for example, blue laser light having a wavelength λ1) is converted into parallel light by the lens 102, reflected by the dichroic mirror 103, and then condensed on the slits of the slit array 105 via the lens 104. Then, the light passing through the slit is focused by the objective lens 106 and is incident on the carrier of the migration unit 201. The fluorescent substance in the migration part is excited by this light and emits fluorescence.
[0023]
This fluorescence returns again to the objective lens 106, the slit array 105, and the lens 104, passes through the dichroic mirror 103, and enters the next dichroic mirror 107.
The dichroic mirror 103 reflects light having a wavelength λ1 (for example, blue) and transmits light having a wavelength longer than the wavelength λ1. The dichroic mirror 107 reflects light having a wavelength λ2 (for example, green) and transmits light having a wavelength λ3 (for example, red). The wavelengths λ1, λ2, and λ3 have a relationship as shown in FIG.
[0024]
The light having the wavelength λ 2 reflected from the dichroic mirror 107 is collected on the light receiver 109 through the lens 108, and the light having the wavelength λ 3 transmitted through the dichroic mirror 107 is collected on the light receiver 111 through the lens 110.
If the slit array 105 is moved so that light from the light source scans the surface of the migration unit 201, the fluorescence migration pattern generated in the migration unit 201 is imaged on each of the light receivers 109 and 111.
[0025]
In this case, only the pattern that emits green light in the electrophoretic pattern forms an image on the light receiver 109, and only the pattern that emits red light in the electrophoretic pattern forms an image on the light receiver 111. The light receivers 109 and 111 convert the formed image into an electrical signal and output it.
[0026]
The electrophoresis apparatus unit 200 includes an electrophoresis unit 201 and a power source 202 that supplies a voltage for performing electrophoresis in the electrophoresis unit 201.
[0027]
In this way, it is possible to easily measure the multi-color fluorescence migration pattern generated in the migration unit 201 using a confocal scanner with high accuracy.
[0028]
By the way, the absolute value of the molecular weight cannot be obtained by electrophoresis. For this reason, as shown in FIG. 3, a marker molecule for reference is usually flowed to the adjacent lane. However, in this method, the measurement error is caused by the fact that it takes place and it is difficult to apply a voltage uniformly over the entire lane. There is a problem that arises.
[0029]
In the present invention, as shown in FIG. 4, a marker molecule for reference (hereinafter simply referred to as a marker) is also mixed and flowed together with the sample in the same lane. However, a dye having a different fluorescence wavelength is bound to each marker and the sample. By electrophoresing such a substance and optically scanning with a confocal scanner, a plurality of types of fluorophore patterns can be detected simultaneously.
[0030]
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. While two-dimensional electrophoresis is generally well known, FIG. 5 shows an example of three-dimensional electrophoresis in which one dimension is further added in the thickness direction (Z-axis direction).
[0031]
In this case, for example, the following voltage gradient and pH gradient are applied to the X-axis direction (vertical direction), the Y-axis direction (horizontal direction), and the Z-axis direction (thickness direction).
1) A high voltage is applied in the X-axis direction, a pH gradient is applied in the Y-axis direction, and a low voltage is applied in the Z-axis direction.
2) A voltage is applied in the X-axis direction, a pH gradient is applied in the Y-axis direction, and the gel concentration is changed in the Z-axis direction.
3) Affinity electrophoresis is performed by applying a voltage in the X-axis direction, a pH gradient in the Y-axis direction, and a voltage gradient in the Z-axis direction.
[0032]
In this case, for example, the objective lens 106 of the confocal scanner 100 is configured to be movable up and down so that the optical scanning surface of the migration unit 201 can move up and down in the optical axis direction (Z-axis direction). Then, three-dimensional information can be easily obtained by detecting multiple colors of the XY-axis direction fluorescence migration pattern while controlling the optical scanning plane in the Z-axis direction.
[0033]
The above description merely shows a specific preferred embodiment for the purpose of explanation and illustration of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.
[0034]
For example, in the embodiment of FIG. 5, if only XZ is used as a lane as shown in FIG. 6, for example, it becomes more compact than ordinary two-dimensional electrophoresis.
Further, the concentration distribution in the thickness direction (Z-axis direction) can be realized by bringing a high-concentration solution into contact with only one surface, or by providing a density difference in the thickness direction by centrifugation. Alternatively, it can be realized by a method of laminating gels having different concentrations in multiple layers.
[0035]
Further, when the sample and the marker are separated and inserted in the thickness direction as shown in FIG. 7, the other conditions are the same as those in FIG. In this case, since the thickness direction can be separated and measured by the confocal method, the fluorescent colors may be the same.
Furthermore, as shown in FIG. 8, when electrophoresis is measured with a non-scanning confocal microscope, the confocal opening 61 may be set to coincide with or partially measure the position 62 of the sample. High S / N measurement without the influence of the edge of the sample can be realized.
[0036]
The light source may be either a single photon type or a two-photon type light source, and the same effect can be obtained.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
1) Compact and highly accurate multicolor electrophoresis can be easily realized.
2) Three-dimensional electrophoresis can be realized, the apparatus is compact, and a lot of information having correlation can be obtained in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a multicolor electrophoresis apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing wavelength distributions of excitation light and fluorescence.
FIG. 3 is an explanatory diagram regarding the arrangement of a sample and a marker.
FIG. 4 is an explanatory diagram when a sample and a marker are injected into the same lane.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a migration unit when performing three-dimensional migration.
FIG. 6 is an explanatory diagram when one axial direction is cut off.
FIG. 7 is an explanatory diagram when markers are arranged in the thickness direction of a sample.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the position of a sample and an opening.
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional electrophoresis apparatus.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a migration pattern.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Confocal microscope part 101 Light source 102,104,108,110 Lens 103,107 Dichroic mirror 105 Slit array 106 Objective lens 109,111 Light receiver 200 Electrophoresis apparatus part 201 Electrophoretic part 202 Power supply

Claims (6)

蛍光色素で標識した試料を泳動部で電気泳動し、発光する蛍光パターンを読み取るように構成した電気泳動装置であって、
多種の蛋白またはDNA等の標的物質に対してそれぞれ異なる蛍光色素を結合させた複数の試料を前記泳動部の平板状のゲルの同一レーンに流し、ゲルの平面方向の2軸およびこの2軸に対して直角な厚み方向に、電圧、pH、密度、濃度などの物理的勾配を設けて電気泳動を行う平板状の電気泳動装置部と、
前記泳動部の試料を励起光で走査し、励起光の照射により発光した前記試料の蛍光パターンを検出するように構成してなる走査型または非走査型の共焦点型顕微鏡あるいは2光子励起型顕微鏡を具備し、試料の3次元位置と濃度を検出できるようにしたことを特徴とする電気泳動装置。
An electrophoresis apparatus configured to perform electrophoresis on a sample labeled with a fluorescent dye in an electrophoresis section and read a fluorescent pattern that emits light,
A plurality of samples in which different fluorescent dyes are bound to various kinds of target substances such as proteins or DNA are caused to flow in the same lane of the plate-like gel of the electrophoresis section, and the two axes in the planar direction of the gel and the two axes A plate-shaped electrophoresis apparatus unit that performs electrophoresis by providing a physical gradient such as voltage, pH, density, concentration, etc. in a thickness direction perpendicular to the thickness direction;
A scanning or non-scanning confocal microscope or a two-photon excitation microscope configured to scan the sample of the migration section with excitation light and detect a fluorescence pattern of the sample emitted by irradiation with excitation light. An electrophoretic device characterized in that the three-dimensional position and concentration of a sample can be detected.
前記電気泳動装置部は、ゲルの平面方向の2軸およびこの2軸に対して直角な厚み方向にそれぞれ異なる物理的勾配を設け、3軸を同時に試料分離するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動装置。  The electrophoresis apparatus section is configured to provide different physical gradients in two axes in the plane direction of the gel and in a thickness direction perpendicular to the two axes, and to separate the three axes at the same time. The electrophoresis apparatus according to claim 1. 前記電気泳動装置部は、ゲルの同一レーンに試料とマーカを混入させたことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動装置。  The electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein the electrophoresis apparatus unit mixes a sample and a marker in the same lane of the gel. 前記非走査型の共焦点型顕微鏡は、開口部が各試料の位置と一致または各試料の位置の内側に来るように配置されたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電気泳動装置。  The non-scanning confocal microscope is arranged so that the opening coincides with the position of each sample or is located inside the position of each sample. Electrophoresis device. 前記共焦点型顕微鏡は、共焦点用開口部の光源側に集光手段を持つことを特徴とする請求項4に記載の電気泳動装置。  The electrophoresis apparatus according to claim 4, wherein the confocal microscope has a condensing unit on a light source side of the confocal opening. 前記厚み方向の濃度分布は、ゲルの片面のみに高濃度溶液を接触させるかまたは遠心分離または多層の積層により厚み方向に密度差をつけることにより実現したことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動装置。  The concentration distribution in the thickness direction is realized by bringing a high-concentration solution into contact with only one side of the gel, or by making a density difference in the thickness direction by centrifugation or multilayer lamination. Electrophoresis device.
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