电泳装置以及分析方法制造方法及图纸

本公开的电泳装置的特征在于，具备：样品的电泳路径；分光元件，其对来自所述电泳路径内的所述样品的光进行分光；光检测器，其对由所述分光元件分光后的光进行检测；以及运算部，其基于来自所述光检测器的信号，求出所述光的光谱，所述运算部使用针对每个泳动条件或荧光色素确定的校正系数来校正所述光谱。荧光色素确定的校正系数来校正所述光谱。荧光色素确定的校正系数来校正所述光谱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电泳装置以及分析方法


[0001]本公开涉及电泳装置以及分析方法。

技术介绍

[0002]作为分析DNA的碱基序列或碱基长度的方法，电泳法广为人知。作为使用了电泳的分析方法之一，有毛细管电泳。毛细管电泳是在被称为毛细管的细管中填充丙烯酰胺等分离介质来进行电泳的技术。更具体而言，将含有DNA的试样配置于毛细管的一端，在该状态下对毛细管的两端施加高电压时，带负电的带电粒子即DNA取决于自身的大小即碱基长度而在毛细管内向阳极侧移动。然后，通过测量试样在固定距离(通常从毛细管的试样注入端到信号检测部)泳动所需的时间，能够分析DNA的碱基长度。各DNA用荧光色素标记，因激发光的照射而发出荧光。所述荧光由光检测器检测。
[0003]在基于毛细管电泳的DNA的分析中，出于谋求分析的迅速化的目的，有时使用多种荧光色素。多个荧光色素接受激发光的照射而分别发出不同的荧光。将对该荧光进行分光而在光检测器上取得的光谱称为荧光光谱。各荧光色素分别具有不同的荧光光谱，但它们并不尖锐，各个荧光色素彼此具有重叠。因此，在光检测器中，用不同的荧光色素标记的DNA片段具有相同程度的片段长度时，由光检测器得到的荧光的光谱为多种荧光色素的荧光光谱的线性和、即加权和。为了根据该状态求出各个荧光色素的信号强度(荧光强度)，只要根据由光检测器得到的光谱求出构成该光谱的各荧光色素的光谱的线性系数、即权重值即可。
[0004]为了求出该权重值，各荧光光谱必须是预先已知的。各荧光光谱本来不取决于装置而由荧光色素、分离介质一元化地决定。但是，在实际的装置中，由于各种理由，荧光光谱发生变动。其中众所周知的是毛细管与光检测器的位置关系。因此，在更换毛细管时，在对分析对象的样品(以下记作“实际样品”)进行电泳之前，需要预先求出该装置和该毛细管中的荧光光谱的操作。将该操作称为“光谱校准”。另外，在使用排列有多个毛细管的毛细管阵列，对多个样品同时进行电泳的情况下，需要对各个毛细管求出荧光光谱。
[0005]在此，说明现有技术的光谱校准的一例。
[0006]图1是表示在多毛细管电泳装置的光检测器上成像的衍射光栅像(下段)以及与衍射光栅像的A
‑
A
’
方向对应的毛细管的信号强度分布的图(上段)。多毛细管电泳装置通过向毛细管照射特定波长的激光而利用衍射光栅在波长方向上分离从各荧光色素放射的荧光，利用CCD等光检测器检测分离出的光，取得衍射光栅像。然后，从衍射光栅像中取得信号强度分布(光谱)。
[0007]图1的下段是对排列有4根毛细管的毛细管阵列照射激光时的衍射光栅像，纵轴表示毛细管的排列方向，横轴表示波长方向。在图1的上段，纵轴表示信号强度(亮度值(RFU))，横轴表示波长。另外，图1示出了使用衍射光栅连续地(实际上按每个像素离散地)测量光谱的例子，但也可以是以较宽的波长间隔对上述光谱进行采样而得到的数据。例如，如图1的衍射光栅像所示，对于各毛细管，也可以仅取得20个波长λ(0)～λ(19)的信号强度。
另外，也可以取波长λ(0)～λ(19)各自的波长附近的信号强度的加法平均。
[0008]图2是表示现有的光谱校准方法的流程图。
[0009]在步骤S101中，操作员进行矩阵标准品的电泳。矩阵标准品是用于取得荧光光谱并得到后述的矩阵的试剂。矩阵标准品包含分别用不同的荧光色素标记的长度不同的4种DNA片段。与各个荧光色素对应的DNA片段的长度或长度的顺序的信息是已知的。
[0010]图3A是表示通过进行矩阵标准品的电泳而得到的信号强度的波形的图，纵轴表示信号强度，横轴表示时刻。在步骤S101中，设想得到4种荧光色素(ROX、TMR、R110、R6G)的荧光光谱，图3A表示将各荧光色素的信号强度波形重叠于一个图表的状态。如图3A所示，在与标记有各个荧光色素的DNA片段的长度相当的时刻出现尖锐的峰。长度不同的DNA片段分别用不同的荧光色素标记，因此在各峰时刻(t0、t1、t2、t3)各荧光色素单独发光。因此，通过取得仅特定的荧光色素发光的时刻(在图3A中为t0、t1、t2、t3、t4)的光谱，得到各个荧光色素的荧光光谱。
[0011]返回到图2，在步骤S102中，多毛细管电泳装置的运算控制电路根据在步骤S101中得到的信号强度的各时刻的光谱计算荧光强度。本步骤的处理可以对各个扫描时刻进行，也可以在蓄积了固定的时间间隔量的光谱数据之后进行。
[0012]在步骤S103中，运算控制电路检测图3A的信号强度波形的峰时刻。如上所述，由于与标记有各个荧光色素的DNA片段的长度对应的峰的出现顺序是已知的，因此能够根据峰的出现时刻来鉴定荧光色素的种类。在图3A中，示出了在时刻t0，ROX单独发光，在时刻t1，TMR单独发光，在时刻t2，R110单独发光，在时刻t3，R6G单独发光的情况。各时刻的光谱相当于各荧光光谱。即，通过取得各个峰时刻的光谱，可知各荧光光谱。
[0013]图3B是从图3A的信号强度波形取得的荧光光谱，纵轴表示荧光强度，横轴表示波长。如图3B所示，运算控制电路根据信号强度波形取得各荧光色素的荧光光谱。
[0014]返回到图2，在步骤S104中，运算控制电路使用各荧光光谱取得矩阵M。以下的数式1表示取得了20个波长λ(0)～λ(19)的信号强度的情况下的矩阵M的一例。矩阵M的要素在各峰时刻相当于各个波长的各个荧光色素的信号强度的强度比率。该比率例如是针对各荧光色素的波长间的最大值的比例。例如，数式1的要素WX1是时刻t0、波长λ(1)的荧光色素ROX的荧光强度的比率。该值越高，意味着该波长对荧光强度的贡献越高。矩阵M用于根据由光检测器得到的光谱波形得到各个荧光强度。
[0015][数式1][0016][0017][0018][0019][0020][0021]以上，步骤S101～S104的操作是光谱校准。在存在多个毛细管的情况下，需要对各个毛细管取得矩阵M。另外，光谱校准需要在每次进行毛细管设置、部件更换等时实施。
[0022]通过光谱校准得到的矩阵M也被称为基准光谱，理想的是与实际样品的荧光光谱相同。但是，实际上，有时在基准光谱与实际样品的荧光光谱之间产生偏离。若产生偏离，则无法正确地计算权重值，记录错误的荧光强度。在严重的情况下，在与主峰相同的峰时刻出现伪峰。
[0023]图4是出现了伪峰的情况下的荧光光谱。伪峰是由于各颜色的荧光光谱的重叠而产生的，在基准光谱与实际样品的荧光光谱之间产生偏离时，观测到该重叠所带来的影响较大。另外，在存在多个主峰的情况下，在该全部的主峰中观测到该伪峰。
[0024]基准光谱与实际样品的荧光光谱间的偏离大致起因于光谱校准时与实际样品泳动时的荧光色素、泳动条件的差异而产生。即，操作员每次改变在实际样品中使用的荧光色素、泳动条件时，都需要重新进行光谱校准，因此会增加麻烦和费用。
[0025]专利文献1公开了“一种基因解析装置，其特征在于，使用在实际的样品的电泳时使用的已知的DNA片段信息即分子量标准品和等位基因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电泳装置，其特征在于，所述电泳装置具备：样品的电泳路径；分光元件，其对来自所述电泳路径内的所述样品的光进行分光；光检测器，其对由所述分光元件分光后的光进行检测；以及运算部，其基于来自所述光检测器的信号，求出所述光的光谱，所述运算部使用针对每个泳动条件或荧光色素确定的校正系数来校正所述光谱。2.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述校正系数是针对所述样品电泳时的每个电压来确定的。3.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述校正系数是按照所述样品电泳时的缓冲液的pH或所述样品的溶液的pH来确定的。4.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述校正系数是按照所述电泳路径的每个长度来确定的。5.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述电泳装置还具备容纳所述电泳路径的恒温槽，所述校正系数是按照所述恒温槽的每个设定温度来确定的。6.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述校正系数是使用特定的所述电泳装置取得的。7.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述校正系数是按照所述电泳路径内的分离介质的每个组成或化学特性来确定的。8.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述电泳装置还具备多个所述电泳路径，所述运算部对于所述多个所述电泳路径的每一个设定所述校正系数。9.根据权利要求1所述的电泳装置，其特征在于，所述运算部计算表示第一荧光色素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：隅田周志，藤冈满，山崎基博，原浦功，百濑义刚，熊谷政辉，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：