JPH0614040B2 - 核酸塩基配列決定装置 - Google Patents
核酸塩基配列決定装置Info
- Publication number
- JPH0614040B2 JPH0614040B2 JP59167814A JP16781484A JPH0614040B2 JP H0614040 B2 JPH0614040 B2 JP H0614040B2 JP 59167814 A JP59167814 A JP 59167814A JP 16781484 A JP16781484 A JP 16781484A JP H0614040 B2 JPH0614040 B2 JP H0614040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nucleic acid
- gel
- acid base
- ray
- acid fragment
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は核酸の塩基配列決定装置に係り、特にその高速
化に好適な核酸塩配列決定装置に関する。
化に好適な核酸塩配列決定装置に関する。
従来、核酸の塩基配列決定は、放射性同位体で標識され
た核酸断片を電気泳動法にて分子量順にゲル上に展開
し、オートラジオグラフィを撮ることによって行なわれ
ていたが、化学反応を利用しているので、β線に対する
感度が低い。
た核酸断片を電気泳動法にて分子量順にゲル上に展開
し、オートラジオグラフィを撮ることによって行なわれ
ていたが、化学反応を利用しているので、β線に対する
感度が低い。
その結果、オートラジオグラフィに長時間（３〜７日
間）を要していた。（「ＤＮＡシーケンス解析マニュア
ル」高浪 満 大井龍夫 講談社 １９８３年 pp．６
７−６８） 〔発明の目的〕 本発明の目的は高速の核酸塩基配列決定装置を提供する
ことにある。
間）を要していた。（「ＤＮＡシーケンス解析マニュア
ル」高浪 満 大井龍夫 講談社 １９８３年 pp．６
７−６８） 〔発明の目的〕 本発明の目的は高速の核酸塩基配列決定装置を提供する
ことにある。
本発明の特徴は、電気泳動法により放射性同位体による
標識処理済核酸断片を分子量順に展開したゲルと、放射
線検出器と平行移動台より成る核酸塩基配列決定装置に
ある。
標識処理済核酸断片を分子量順に展開したゲルと、放射
線検出器と平行移動台より成る核酸塩基配列決定装置に
ある。
まず電気泳動法について図面によって説明する。第１図
は、電気泳動装置の斜視図である。バッファ槽１内の緩
衝液２とバッファ槽３内の緩衝液４との間には電源５に
よる直流電圧が印加されている。また、ガラス板６とガ
ラス板７の間にはゲル８がはさまれている。ゲル８の両
端は緩衝液２と４に接触しており、ゲル８中に電場をな
している。放射性同位体（たとえば３２Ｐ）で標識され
た核酸断片試料を、ゲル８の負極側スロット９に供給す
ると、核酸断片は負極より正極に向かって、分子量の対
数にほぼ反比例した速度で泳動し、分子量分離され、同
一分子量を持つ核酸断片が核酸断片群（ＤＮＡバンド）
１０を形成する。
は、電気泳動装置の斜視図である。バッファ槽１内の緩
衝液２とバッファ槽３内の緩衝液４との間には電源５に
よる直流電圧が印加されている。また、ガラス板６とガ
ラス板７の間にはゲル８がはさまれている。ゲル８の両
端は緩衝液２と４に接触しており、ゲル８中に電場をな
している。放射性同位体（たとえば３２Ｐ）で標識され
た核酸断片試料を、ゲル８の負極側スロット９に供給す
ると、核酸断片は負極より正極に向かって、分子量の対
数にほぼ反比例した速度で泳動し、分子量分離され、同
一分子量を持つ核酸断片が核酸断片群（ＤＮＡバンド）
１０を形成する。
第２図は、電気泳動済のゲル８部の正面図である。ＤＮ
Ａバンド１０は、４〜５個のレーンに分かれて泳動され
ている。ＤＮＡバンド１０間の距離Ｗはゲルの濃度や電
気泳動の条件によって変わるが、１ミリ以下になること
もある。また１つのＤＮＡバンド１０から放出されるβ
線の量は、現在よく用いられている化学分解法（マキサ
ム−ギルバート法）の場合、通常数百カウント以下であ
る。
Ａバンド１０は、４〜５個のレーンに分かれて泳動され
ている。ＤＮＡバンド１０間の距離Ｗはゲルの濃度や電
気泳動の条件によって変わるが、１ミリ以下になること
もある。また１つのＤＮＡバンド１０から放出されるβ
線の量は、現在よく用いられている化学分解法（マキサ
ム−ギルバート法）の場合、通常数百カウント以下であ
る。
以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。
第３図は、本装置の概念図である。まず、第１図のよう
な電気泳動装置で、ＤＮＡバンド１０をゲル８上に展開
した後、ガラス板６，７とゲル８をバッファ槽１，３よ
り取りはずす。次に、片方のガラス板６をはがした後、
もう片方のガラス板７とゲル８を移動装置１１に乗せ、
コリメータ１２の下を平行に移動させる。移動装置１１
によって、ゲル８上に展開されたＤＮＡバンド１０がコ
リメータ１２の下を通過すると、ＤＮＡバンド１０から
放出されたβ線がスリット１３を通ってβ線検出器１４
に入る。β線検出器１４よりの出力は信号処理回路１５
を通った後、計算機１６に入る。計算機１６はデータ処
理を行ない、ＤＮＡバンド１０の分布すなわち、核配塩
基の配列を決定する。ここで、計算機１６は計測データ
をもとに、移動装置１１にフィードバックをかけ、最適
の計測時間で計測を行なっている。また計測終了後も、
特に、データ処理が困難な部分が存在する場合には、そ
の部分だけを複数回計測する。また、最初にゲル８全体
を高速で移動させた後、ＤＮＡの存在が予想される部分
のみを低速で移動することも可能である。
な電気泳動装置で、ＤＮＡバンド１０をゲル８上に展開
した後、ガラス板６，７とゲル８をバッファ槽１，３よ
り取りはずす。次に、片方のガラス板６をはがした後、
もう片方のガラス板７とゲル８を移動装置１１に乗せ、
コリメータ１２の下を平行に移動させる。移動装置１１
によって、ゲル８上に展開されたＤＮＡバンド１０がコ
リメータ１２の下を通過すると、ＤＮＡバンド１０から
放出されたβ線がスリット１３を通ってβ線検出器１４
に入る。β線検出器１４よりの出力は信号処理回路１５
を通った後、計算機１６に入る。計算機１６はデータ処
理を行ない、ＤＮＡバンド１０の分布すなわち、核配塩
基の配列を決定する。ここで、計算機１６は計測データ
をもとに、移動装置１１にフィードバックをかけ、最適
の計測時間で計測を行なっている。また計測終了後も、
特に、データ処理が困難な部分が存在する場合には、そ
の部分だけを複数回計測する。また、最初にゲル８全体
を高速で移動させた後、ＤＮＡの存在が予想される部分
のみを低速で移動することも可能である。
本実施例では、β線検出器１４を固定し、ゲル８を移動
させているが、逆にゲル８を固定しβ線検出器を移動さ
せる方法も考えられる。また、本実施例においては、β
線検出器１４部は１組だけであるが、２組以上の検出器
を用いることも考えられる。
させているが、逆にゲル８を固定しβ線検出器を移動さ
せる方法も考えられる。また、本実施例においては、β
線検出器１４部は１組だけであるが、２組以上の検出器
を用いることも考えられる。
第４図は、移動装置１１の詳細図である。移動台１７と
駆動軸１８にはネジがきってある。モーター１９によっ
て駆動軸１８が回転すると、移動台１７はガイドレール
２０に沿って移動する。
駆動軸１８にはネジがきってある。モーター１９によっ
て駆動軸１８が回転すると、移動台１７はガイドレール
２０に沿って移動する。
第５図は、β線検出器１４部の断面図である。光電子増
倍管２１の先端にはシリコングリース２２を介してシン
チレータ２３が取り付けられており、遮光の為、検出器
全体が遮光体２４によって包まれている。ＤＮＡバンド
１０から出たβ線２５はスリット１３を通ってシンチレ
ータ２３に入り、光２６に変換される。光２６はシンチ
レータ２３からシリコングリース２２を通って光電子増
倍管２１に入り、電流となって検出される。なお、コリ
メータ１２とゲル８の間にあるフイルム２７は、コリメ
ータ１２の縁によってゲル８に傷が付く事と、コリメー
タ１２がＤＮＡバンド１０中の放射性同位体によって汚
染されるのを防ぐためのものである。フイルム２７は、
β線を透過させる材料（たとえばポリエステルフイル
ム）からなり、検出誤差や精度を悪化させない程度の厚
さである。
倍管２１の先端にはシリコングリース２２を介してシン
チレータ２３が取り付けられており、遮光の為、検出器
全体が遮光体２４によって包まれている。ＤＮＡバンド
１０から出たβ線２５はスリット１３を通ってシンチレ
ータ２３に入り、光２６に変換される。光２６はシンチ
レータ２３からシリコングリース２２を通って光電子増
倍管２１に入り、電流となって検出される。なお、コリ
メータ１２とゲル８の間にあるフイルム２７は、コリメ
ータ１２の縁によってゲル８に傷が付く事と、コリメー
タ１２がＤＮＡバンド１０中の放射性同位体によって汚
染されるのを防ぐためのものである。フイルム２７は、
β線を透過させる材料（たとえばポリエステルフイル
ム）からなり、検出誤差や精度を悪化させない程度の厚
さである。
第６図は、オートラジオグラフィ時のゲル８部の断面図
である。ゲル８の上にＸ線フイルム２８がかぶせられて
いる。Ｘ線フイルム２８はβ線２５の透過率が高い為、
Ｘ線フイルム２８中の乳剤の黒化にはβ線２５のうちご
く一部が用いられている。核酸塩基の配列決定によく用
いられる３２Ｐはβ線の最大エネルギーが１．７１Ｍｅ
Ｖと高い為、この現象が特に顕著である。この為、配列
の決定を早く行ないたい場合には、けい光増感板を使用
する。増感板によって３２Ｐのβ線は−７０℃で約１０
倍に増感できるが、けい光の反射を利用している為に、
オートラジオグラフィの解像度が低下するという欠点が
ある。また、ＤＮＡバンド１０から放出されたβ線２５
はＤＮＡバンド１０の真上のＸ線フイルム２８だけでな
く、周囲のＸ線フイルム２８も黒化させる。
である。ゲル８の上にＸ線フイルム２８がかぶせられて
いる。Ｘ線フイルム２８はβ線２５の透過率が高い為、
Ｘ線フイルム２８中の乳剤の黒化にはβ線２５のうちご
く一部が用いられている。核酸塩基の配列決定によく用
いられる３２Ｐはβ線の最大エネルギーが１．７１Ｍｅ
Ｖと高い為、この現象が特に顕著である。この為、配列
の決定を早く行ないたい場合には、けい光増感板を使用
する。増感板によって３２Ｐのβ線は−７０℃で約１０
倍に増感できるが、けい光の反射を利用している為に、
オートラジオグラフィの解像度が低下するという欠点が
ある。また、ＤＮＡバンド１０から放出されたβ線２５
はＤＮＡバンド１０の真上のＸ線フイルム２８だけでな
く、周囲のＸ線フイルム２８も黒化させる。
第７図は、本装置使用時のゲル８部の断面図である。β
線検出器１４は調整を行なうことにより、（たとえば、
シンチレーション・カウンタの場合、シンチレータの厚
みを変えることにより、）検出器に入ってくるβ線２５
の大部分を検出している。また、ゲル８とβ線検出器１
４の間にコリメータ１２があり、β線検出器は直下のＤ
ＮＡバンド１０のみを計測している。
線検出器１４は調整を行なうことにより、（たとえば、
シンチレーション・カウンタの場合、シンチレータの厚
みを変えることにより、）検出器に入ってくるβ線２５
の大部分を検出している。また、ゲル８とβ線検出器１
４の間にコリメータ１２があり、β線検出器は直下のＤ
ＮＡバンド１０のみを計測している。
第８図は、ゲル８上に展開されたＤＮＡ１０のパターン
の一例である。
の一例である。
第９図は、第８図のＤＮＡ展開パターンに対応するＸ線
フイルム２８のパターンである。Ｘ線フイルム２８の場
合、ある程度以上黒化すると、黒化度の差異の判別が困
難である。また、第８図のようにＤＮＡ１０の密集して
いる場合には、バンドの部分とバンドの間の部分の判別
が困難になることがある。
フイルム２８のパターンである。Ｘ線フイルム２８の場
合、ある程度以上黒化すると、黒化度の差異の判別が困
難である。また、第８図のようにＤＮＡ１０の密集して
いる場合には、バンドの部分とバンドの間の部分の判別
が困難になることがある。
第１０図は、第８図のＤＮＡ展開パターンに対応する本
装置のβ線検出器出力のグラフである。横軸は測定位
置、縦軸はβ線検出器に入ってくるβ線の数である。Ｘ
線フイルムではコントラストがついていない部分でも、
本装置によれば、β線のカウント数による差異がある。
装置のβ線検出器出力のグラフである。横軸は測定位
置、縦軸はβ線検出器に入ってくるβ線の数である。Ｘ
線フイルムではコントラストがついていない部分でも、
本装置によれば、β線のカウント数による差異がある。
第３図に示す実施例によれば、以下の効果がえられる。
測定の自動化が容易である。
測定結果が計算機に入力し、データ処理することが可
能である。
能である。
測定結果より移動装置にフィードバックすることによ
り、最適の計測時間、計測回数で測定することが可能で
ある。
り、最適の計測時間、計測回数で測定することが可能で
ある。
β線に対する感度が高い。
ＤＮＡバンドの位置分解能が高い。
ＤＮＡバンド部の存在する部分と存在しない部分のコ
ントラストが向上する。
ントラストが向上する。
Ｘ線フイルムのセット、現像等の操作が不要である。
暗室・低温室が不要である。
Ｘ線フイルム・現像液・定着液等の消耗品がない。
データを、磁気テープや磁気ディスクに記録できる
為、保管が容易である。
為、保管が容易である。
第３図に示す実施例は、放射性同位体を用いたものであ
るが、けい光物質、銀染色を用いた方法も考えられる。
るが、けい光物質、銀染色を用いた方法も考えられる。
第１１図はけい光物質を用いた場合の検出部の一例であ
る。螢光体によって標識されたＤＮＡバンド１０は、レ
ーザー光源２９よりのレーザー光３０によってけい光３
１を発生し、光検出器３２によって検知される。
る。螢光体によって標識されたＤＮＡバンド１０は、レ
ーザー光源２９よりのレーザー光３０によってけい光３
１を発生し、光検出器３２によって検知される。
第１２図は銀染色を用いた場合の検出部の一例である。
銀染色されたＤＮＡバンド１０が光源３３の上を通過す
ると、光３４がさえぎられ、光検出器３２によって検知
される。（螢光法と銀染色法の詳細は添付文献参照） 上記２つの実施例では放射線を利用しなくても良い利点
がある。
銀染色されたＤＮＡバンド１０が光源３３の上を通過す
ると、光３４がさえぎられ、光検出器３２によって検知
される。（螢光法と銀染色法の詳細は添付文献参照） 上記２つの実施例では放射線を利用しなくても良い利点
がある。
本発明によれば、高感度な測定ができるので、核酸塩基
配列決定を高速で行なうことができる効果がある。
配列決定を高速で行なうことができる効果がある。
第１図は電気泳動装置の斜視図、第２図はゲルの正面
図、第３図は本装置全体の概念図、第４図は移動装置の
正面図、第５図はβ線検出器部の断面図、第６図と第７
図はゲル部の断面図、第８図はＤＮＡの展開パターンを
示す図、第９図はＸ線フイルムのパターンを示す図、第
１０図はβ線検出器出力のグラフを示す図、第１１図は
けい光検出器部の断面図、第１２図は銀染色検出部の断
面図である。 ５…電源、６，７…ガラス板、８…ゲル、１０…核酸塩
基断片群、１１…移動装置、１２…コリメータ、１４…
β線検出器、１５…信号処理回路、１６…計算機、２１
…光電子増倍管、２３…シンチレータ、２５…β線、２
８…Ｘ線フイルム、２９…レーザー光源、３１…けい
光、３２…光検出器、３３…光源。
図、第３図は本装置全体の概念図、第４図は移動装置の
正面図、第５図はβ線検出器部の断面図、第６図と第７
図はゲル部の断面図、第８図はＤＮＡの展開パターンを
示す図、第９図はＸ線フイルムのパターンを示す図、第
１０図はβ線検出器出力のグラフを示す図、第１１図は
けい光検出器部の断面図、第１２図は銀染色検出部の断
面図である。 ５…電源、６，７…ガラス板、８…ゲル、１０…核酸塩
基断片群、１１…移動装置、１２…コリメータ、１４…
β線検出器、１５…信号処理回路、１６…計算機、２１
…光電子増倍管、２３…シンチレータ、２５…β線、２
８…Ｘ線フイルム、２９…レーザー光源、３１…けい
光、３２…光検出器、３３…光源。
フロントページの続き (72)発明者 鴇田 二郎 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡田 修身 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−126527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−126528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−126529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−126530（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−17136（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】放射性同位元素により標識された核酸断片
がゲル電気泳動により複数の電気泳動路において分子量
順に展開されたゲルから、前記核酸断片の分子量順情報
を読み取り、核酸塩基の配列決定をおこなう核酸塩基配
列決定装置において、前記放射性同位元素で標識で処理
された前記核酸断片から発する放射線信号を検出するた
めに、前記電気泳動路毎に対応して配置された放射線検
出手段と、前記ゲルを搭載し前記核酸断片が泳動された
方向と平行に前記放射線検出手段に対して相対的に移動
する平行移動手段とからなることを特徴とする核酸塩基
配列決定装置。 - 【請求項２】前記放射線検出手段がβ線検出器であり、
前記放射性同位元素から発するβ線がコリメータ手段を
介して検出されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の核酸塩基配列決定装置。 - 【請求項３】前記ゲルと前記コリメータ手段との間に、
β線を通過させうる薄いフイルムを設け前記ゲル面を保
護することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
核酸塩基配列決定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167814A JPH0614040B2 (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 核酸塩基配列決定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167814A JPH0614040B2 (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 核酸塩基配列決定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147564A JPS6147564A (ja) | 1986-03-08 |
| JPH0614040B2 true JPH0614040B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=15856594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59167814A Expired - Lifetime JPH0614040B2 (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 核酸塩基配列決定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614040B2 (ja) |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP59167814A patent/JPH0614040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6147564A (ja) | 1986-03-08 |
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