JP2009270931A - 単一核酸分子観察装置 - Google Patents
単一核酸分子観察装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009270931A JP2009270931A JP2008121586A JP2008121586A JP2009270931A JP 2009270931 A JP2009270931 A JP 2009270931A JP 2008121586 A JP2008121586 A JP 2008121586A JP 2008121586 A JP2008121586 A JP 2008121586A JP 2009270931 A JP2009270931 A JP 2009270931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emission intensity
- nucleic acid
- acid molecule
- single nucleic
- data
- 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
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
【解決手段】計測データに含まれる擬似信号などから目的の単一発光のみを抽出することで観測データの分精製度を向上させる。時間軸方向に取得した蛍光スペクトルと教師データとの相関を取ることにより、不要情報を削除し、計測データに時間のずれ、コンタミネーションなどの擬似信号を低減する。
【選択図】図9
Description
その測定方法として、例えば、生体組織中の複数の遺伝子のmRNAの発現量変化や遺伝子の突然変異について解析するために、cDNAやオリゴ断片をプローブとしたマイクロアレイを用いて測定を行うことを特徴とする核酸のハイブリダイゼーション技術がある。また、生体組織や血清中のタンパク性分子の量を抗体やペプチドをプローブとしたプロテインアレイを用いて測定する技術が開発されている。
以上より、特に単分子型DNA検査においては、目的の信号のみを峻別できる処理が求められる。
図1に示すように、本実施形態の単一核酸分子観察装置は、検出対象を装置に導入するオートサンプラユニット101、導入する流れを作り出すためのポンプユニット102、蛍光標識のついた測定対象を固定する反応ユニット105、蛍光標識を励起光によって励起する照射ユニット106、蛍光の発光強度を捕らえる検出ユニット107、検出ユニット107の出力を比較する分析ユニット108、警告指示操作ユニット110、の7個のブロックから構成される。
図2Aは、反応ユニット105内の反応デバイス203および照射ユニット106内の全反射プリズム506周辺を拡大したものである。反応デバイス203は、励起光が照射される照射部401、試料を導入するための接続端402、及び、発光強度を観測するための観測窓403から構成されている。また、反応デバイス203の照射部401には、全反射プリズム506が密着されている。
本実施形態の単一核酸分子観察装置は、蛍光標識のついた核酸を固定した反応デバイス203に、照射ユニット106より照射された励起光を核酸の蛍光標識に当て、発光強度を検出ユニット107にて時系列順に取得し、事前に準備したデータベースと相関を求め比較し、発光強度の特定をする。例えば、DNA含有試料を有する試料成分から、塩基配列を決定する。
以上までがステップ12の設定である。
以上までが、本発明の単一核酸分子観察装置を用いて、反応グリッド単位での画像を取得するまでの流れである。
以上までがステップ13の計測の流れである。
以上までが、本発明の単一核酸分子分析を行う上での主な流れである。
図11Aに、バックトレース形状比較を行う場合の計測データの例を示す。図11Bに、バックトレース形状比較を行った結果例を示す。図11Aでは、図11Bのバックトレースが連続してテスト信号を参照しているため、輝点に対して挿入が発生している。これは、図11Aの横軸フレーム数方向に同じ値が連続していることから判断できる。図11Aの計測データから、多段階に消光したフレームを検出するためには、時間方向に逆順に消光したフレームから次の消光したフレームまでを教師データと比較する。そして比較された結果、特定された教師データに対応する予測スペクトル信号を、もとの計測データから差し引く。これを発光開始フレームまで遡りながら消光回数分繰り返すことで、複数含まれる蛍光スペクトルを一つずつ教師データへ特定していく。
以上までがDPによる距離計算の流れである。
以上までがステップ34における第二の不要情報除去の流れである。
以上の本発明の分析手段により、複数の発光強度信号を有する計測データから単一発光のみを抽出することができ、計測データに時間のずれ、コンタミネーションなどの擬似信号を低減する効果がある。また、その結果を利用して装置動作の自動化、ユーザへの情報提示をする効果がある。
12 設定ステップ
13 計測ステップ
14 連続計測判断ステップ
15 核酸分子分析ステップ
21 前回の計測結果読み出しステップ
22 流路洗浄ステップ
23 ステージ移動ステップ
24 測定対象注入ステップ
25 光源強度決定ステップ
26 検出器感度決定ステップ
27 警告指示ステップ
31 励起光照射・励起ステップ
32 検出器で計測ステップ
33 第一の不要情報除去ステップ
34 第二の不要情報除去ステップ
35 第三の不要情報除去ステップ
41 統計データ抽出ステップ
42 統計的不要情報除去ステップ
51 輝点の移動平均後正規化ステップ
52 DPによる距離計算ステップ
53 繰り返し判断ステップ
54 DP距離による分類ステップ
61 ローカル距離計算ステップ
62 グローバル距離計算ステップ
63 バックトレース形状比較ステップ
71 輝点スペクトル抽出ステップ
72 スペクトル的不要情報除去ステップ
101 オートサンプラユニット
102 ポンプユニット
103 蛍光スペクトル分析蛍光標識
105 反応ユニット
106 照射ユニット
107 検出ユニット
108 分析ユニット
201 恒温槽
202 反応サイト中心位置反応チャンバ
203 反応デバイス
204 蛍光の発光強度反応グリッド
205 反応サイト
206 流路
301 石英ガラス基板
302 非特異吸着防止層
303 金微粒子
304 単一核酸分子観察装置測定対象
305 DNAプローブ
401 励起光照射部
402 接続端
403 観測窓
501 レーザ光源
502 第一の集光レンズ
503 照射用フィルタ
504 第二の集光レンズ
505 戻り光防止スリット
506 全反射プリズム
601 第一のカメラレンズ
602 検出フィルタ
603 回折格子
604 第二のカメラレンズ
605 二次元検出器
606 XYZステージ
701 試料導入部
702 試料導入端
703 試料移動部
704 サンプル容器
705 バッファ容器
706 試薬容器
707 洗浄容器
801 ポンプ
802 廃液容器
803 第一のチューブ
804 第二のチューブ
901 計算機
902 データベース
1001 教師データ
1002 計測データ
1003 DPパス
1004 比較方法
1101 表示装置
1102 発光装置
1103 発音装置
1104 操作装置
Claims (16)
- 蛍光標識された反応デバイスに励起光を照射するための光源と、該光源によって励起された前記反応デバイスからの発光強度を捕らえるための検出器と、該検出器によって捕らえられた発光強度信号をデータ解析するための分析ユニットと、を備えた単一核酸分子観察装置であって、
前記分析ユニットは、
前記検出器によって捕らえられた発光強度信号を時系列順に取得した発光強度計測データを作成する、時系列データ作成手段と、
前記発光強度に関する複数の発光強度教師データを備え、各発光強度教師データと前記発光強度計測データとの相関を表す発光強度相関係数を算出する、発光強度相関係数算出手段と、
前記発光強度相関係数に基づいて、前記発光強度計測データを前記複数の発光強度教師データのいずれか1つに特定する、特定手段と、
を有することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記時系列データ作成手段は、作成した前記発光強度計測データの統計情報を計算し、
前記発光強度相関係数算出手段は、前記発光強度の統計情報に関する複数の発光強度教師データを備え、各発光強度の統計情報に関する教師データと前記発光強度計測データとの統計情報との相関を表す発光強度統計相関係数を算出し、
前記特定手段は、前記発光強度統計相関係数に基づいて、前記発光強度計測データの統計情報を前記複数の統計情報に関する発光強度教師データのいずれか1つに特定する、ことを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記発光強度相関係数算出手段は、各発光強度教師データと前記発光強度計測データとの相関を表す発光強度相関係数を時系列に逆順に算出し、
前記特定手段は、時系列に逆順に算出した前記発光強度相関係数に基づいて、前記発光強度計測データを前記複数の発光強度教師データのいずれか1つに特定する、ことを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記発光強度計測データが複数の異なる発光強度信号を含む場合、
前記特定手段は、前記発光強度相関係数に基づいて、前記発光強度計測データに含まれる各々の複数の異なる発光強度信号を各々の前記発光強度教師データに特定する、ことを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記発光強度計測データが不要情報を含む場合、
前記時系列データ作成手段は、作成した前記発光強度計測データの統計情報を計算し、
前記発光強度相関係数算出手段は、不要情報の統計情報に関する複数の発光強度教師データを備え、各不要情報の統計情報に関する発光強度教師データと前記発光強度計測データの統計情報の相関を表す発光強度統計相関係数を算出し、
前記特定手段は、前記発光強度相関係数に基づいて、前記発光強度計測データに含まれる不要情報を前記複数の不要情報の統計情報に関する発光強度教師データのいずれか1つに特定し、前記不要情報を含む発光強度計測データから輝点データのみを抽出することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記発光強度相関係数算出手段は、塩基配列に関する複数の塩基配列教師データを備え、各塩基配列教師データと前記発光強度計測データとの信頼性情報を算出し、
前記特定手段は、前記信頼性情報に基づいて、前記発光強度計測データを前記複数の塩基配列教師データのいずれか1つに特定することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、さらに、
前記発光強度計測データの統計的情報を計算し、該統計的情報に基づいて発光強度計測データのうち不要データを削除する、時系列統計情報を用いた不要情報削除手段と、
を有することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、さらに、
前記発光強度データから波長情報を取得し、該波長情報に基づいて発光強度計測データのうち不要データを削除する、波長情報を用いた不要情報削除手段と、
を有することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、さらに、
前記発光強度計測データの統計的情報を計算し、該統計的情報に基づいて発光強度計測データのうち不要データを削除する、時系列統計情報を用いた不要情報削除手段と、
前記発光強度データから波長情報を取得し、該波長情報に基づいて発光強度計測データのうち不要データを削除する、波長情報を用いた不要情報削除手段と、
を有することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、さらに、
単一核酸分子観察装置の測定条件を記憶し、該測定条件を読み出し、該読み出された測定条件を用いて単一核酸分子観察装置の測定条件を自動調整する、自動調整手段と、
を有することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項10に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記自動調整手段は、流路に洗浄液を流しクリーニングすることにより、測定条件を自動調整することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項10に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記自動調整手段は、流路に紫外線を照射しクリーニングすることにより、測定条件を自動調整することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項10に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記自動調整手段は、サンプル濃度あるいは試薬濃度を変更することにより、測定条件を自動調整することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項10に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記自動調整手段は、露光時間、検出器感度、励起光強度の少なくとも1つを変更することにより、測定条件を自動調整することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項1に記載の単一核酸分子観察装置において、さらに、
警告および指示の少なくとも1つをユーザに提示する、警告指示手段と、
を有することを特徴とする単一核酸分子観察装置。 - 請求項15に記載の単一核酸分子観察装置において、
前記警告指示手段は、単一核酸分子観察装置の動作、特定の音、LEDの点灯、消灯、表示装置に図や文字で表示、のうちの少なくとも1つを実行することを特徴とする単一核酸分子観察装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008121586A JP2009270931A (ja) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | 単一核酸分子観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008121586A JP2009270931A (ja) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | 単一核酸分子観察装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009270931A true JP2009270931A (ja) | 2009-11-19 |
Family
ID=41437617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008121586A Pending JP2009270931A (ja) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | 単一核酸分子観察装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009270931A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012144515A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | 株式会社ニコン | 顕微鏡装置、及び画像処理方法 |
WO2012172987A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 表面プラズモン励起増強蛍光分光測定方法および表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置 |
WO2015064757A1 (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | コニカミノルタ株式会社 | 検出装置、当該検出装置を用いた検出方法および当該検出装置に用いられる検出チップ |
WO2020012528A1 (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | オリンパス株式会社 | 光分析装置、光分析方法および学習済みモデル |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02128156A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-16 | Hitachi Software Eng Co Ltd | 電気泳動像の自動認識方法および装置 |
JPH08506664A (ja) * | 1993-02-01 | 1996-07-16 | セック,リミテッド | Dna配列決定の方法および装置 |
-
2008
- 2008-05-07 JP JP2008121586A patent/JP2009270931A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02128156A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-16 | Hitachi Software Eng Co Ltd | 電気泳動像の自動認識方法および装置 |
JPH08506664A (ja) * | 1993-02-01 | 1996-07-16 | セック,リミテッド | Dna配列決定の方法および装置 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012144515A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | 株式会社ニコン | 顕微鏡装置、及び画像処理方法 |
WO2012172987A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 表面プラズモン励起増強蛍光分光測定方法および表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置 |
JPWO2012172987A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2015-02-23 | コニカミノルタ株式会社 | 表面プラズモン励起増強蛍光分光測定方法および表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置 |
US9068945B2 (en) | 2011-06-17 | 2015-06-30 | Konica Minolta, Inc. | Surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopic measurement method and surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopic measurement device |
WO2015064757A1 (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | コニカミノルタ株式会社 | 検出装置、当該検出装置を用いた検出方法および当該検出装置に用いられる検出チップ |
JPWO2015064757A1 (ja) * | 2013-10-31 | 2017-03-09 | コニカミノルタ株式会社 | 検出装置、当該検出装置を用いた検出方法および当該検出装置に用いられる検出チップ |
US11215613B2 (en) | 2013-10-31 | 2022-01-04 | Konica Minolta, Inc. | Detection device, detection method using said detection device, and detection chip used in said detection device |
WO2020012528A1 (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | オリンパス株式会社 | 光分析装置、光分析方法および学習済みモデル |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5277082B2 (ja) | 蛍光分析方法 | |
US7027932B2 (en) | Biochemical examination method | |
US8384044B2 (en) | Apparatus and method for reading fluorescence | |
JP2006208294A (ja) | プラズモン共鳴および蛍光の同時イメージング装置及びイメージング方法 | |
JP2008281571A (ja) | 共鳴光散乱粒子標識から発生する信号を読み取るための装置 | |
US10041884B2 (en) | Nucleic acid analyzer and nucleic acid analysis method using same | |
JP2009115473A (ja) | 微小粒子の測定方法、及び測定用基板、並びに測定装置 | |
JP2011027706A (ja) | 蛍光分析装置および蛍光検出装置 | |
JP2006337245A (ja) | 蛍光読み取り装置 | |
JP2019012082A (ja) | 核酸分析装置、および核酸分析方法 | |
JP2009270931A (ja) | 単一核酸分子観察装置 | |
US8389959B2 (en) | Fluorescence analyzing device and fluorescence analyzing method | |
US7396650B2 (en) | Method for dosing a biological or chemical sample | |
WO2004086010A1 (ja) | 吸光度読取装置、吸光度読取装置制御方法及び吸光度算出プログラム | |
JP5258457B2 (ja) | 光分析装置 | |
KR20190136650A (ko) | 바이오센서용 형광 광학 장치 및 시스템 | |
US20220283083A1 (en) | Method for analyzing test substance, analyzer, training method, analyzer system, and analysis program | |
US20130157264A1 (en) | Nucleic acid analysis device, nucleic acid analysis apparatus, and nucleic acid analysis method | |
JP2005227098A (ja) | 分析装置及びそのプログラム | |
JP2015512522A (ja) | 分光システムの性能を測定するための方法 | |
JP4967261B2 (ja) | プローブ担体 | |
JP2004184379A (ja) | マイクロアレイの読取方法 | |
JP4321716B2 (ja) | 蛍光画像補正方法および装置ならびにプログラム | |
JP2022519845A (ja) | 試料の分析方法、分析装置およびコンピュータプログラム | |
JP2015139373A (ja) | 生体分子分析デバイス、及び生体分子分析装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120717 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130402 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130723 |