JP3211389B2

JP3211389B2 - 蛍光検出型ゲル電気泳動装置

Info

Publication number: JP3211389B2
Application number: JP19789092A
Authority: JP
Inventors: 英彦藤井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 2001-09-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH0618416A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＤＮＡ塩基配列決定など
に用いる装置であって、蛍光ラベルしたサンプルをゲル
電気泳動させ、泳動方向と直交する方向に蛍光の励起・
受光光学系を走査し、泳動パターンを検出するゲル電気
泳動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ラベルしたサンプルとは、プライマ
ー部又はダイデオキシ部に蛍光ラベルし、サンガーの方
法で調製したＤＮＡ断片であり、この蛍光ラベルしたサ
ンプルをゲル電気泳動して得られる展開パターンはその
ままＤＮＡの塩基配列を与える。蛍光検出型ゲル電気泳
動装置の一例は特開昭６３−３１３０３５号公報に記載
されている。その引例の装置は、図１４に示されるもの
であり、ガラス板に挾まれて図で紙面垂直方向に延びる
泳動ゲル１０４に蛍光ラベルしたサンプルが紙面垂直方
向に泳動する。ステージ２３９はガイドレール２３３に
案内され、モータ２３７で駆動される棒ネジ２５２の回
転によって泳動方向と直交する図の上下方向に走査され
る。ステージ２３９には集光レンズ２６０が設けられ、
励起光であるレーザビーム２５０がミラー２５１で反射
されてレンズ２６０に入射し、ステージ２３９上のミラ
ー２５５で反射されて泳動ゲル１０４の測定部分を照射
する。その測定部分から出た蛍光はステージ２３９に設
けられた集光レンズ２２１で集光され、干渉フィルタ２
２３で分光されてレンズ２２５を通り、光電子増倍管２
２９で検知される。

【０００３】図１４の装置では、泳動ゲル１０４と走査
方向（ネジ２５２とガイドレール２３３で決まる）、及
び集光レンズ２６０への励起光の入射方向の三者が全く
平行で、かつ泳動ゲル１０４の位置は走査のどの場所で
も全く一致していなければならない。この条件はゲル１
０４を交換したときでも、常に満たされていなければな
らない。

【０００４】図１５はこの条件が満たされていない場合
を示したものである。走査のある場所Ａでは励起光２５
０により照明されたゲル部分は正しく受光光学系の光軸
上にあり、強い信号が得られるが、ゲル１０４が挾まれ
ているガラス板の厚さが変化したり、ゲル１０４とネジ
２５２の平行度が不十分な場合など、走査の別の場所Ｂ
では図のように励起光２５０により照明されたゲル部分
と受光光学系の光軸との間にずれが生じ、信号強度が弱
くなり、はなはだしい場合には信号が検出されなくな
る。このように、信号強度が場所により変化する結果を
生じる。

【０００５】レンズ２２５はこのずれを軽減するために
設けられたものであるが、それでもこの光学系の場合、
入射角θが散乱光を減少させるために２０〜３５度ぐら
いと小さく設定されているため、ガラス板の厚さの不均
一や平行度の誤差によるゲル１０４とステージ２３９と
の距離Ｄの変動によるゲル１０４の励起場所と受光光学
系の光軸とのずれを十分補償できるものではない。この
ずれを解消するために励起光のスポット位置を検出し、
光軸を負帰還サーボ機構により動かすことも考えられ
る。しかし、この方法はスポット位置の検出装置が不可
欠であり、複雑となる。

【０００６】そこで、本発明者は、図１４のように励起
・受光光学系を泳動方向と直交する方向に走査しながら
泳動パターンを検出する装置において、ゲルと走査方向
及び励起光入射方向の厳密な平行関係が保たれない場合
においても、正しく蛍光検出を行なうことのできるゲル
電気泳動装置を励起光スポットの位置検出手段なしで実
現することを目的として、ゲルに対し、測定が開始され
る前に較正プロセスを設け、走査を行なって各走査点に
ついてゲルが励起光によって照明された部分が受光光学
系光軸上に来るようにするための較正データを求めてお
き、測定にあたってはその較正データを用いて励起光光
路と受光光学系光軸との相対的位置関係を制御しながら
測定を行なう蛍光検出型ゲル電気泳動装置を提案してい
る（特開平４−３６６５２号公報、米国特許第５,１０
０,５２９号公報参照）。その提案では励起光によるゲ
ルからの散乱光又は蛍光を受光して走査点での較正デー
タを作成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前の提案と同
じく、励起・受光光学系を泳動方向と直交する方向に走
査しながら泳動パターンを検出する装置において、ゲル
と走査方向及び励起光入射方向の厳密な平行関係が保た
れない場合においても、正しく蛍光検出を行なうことの
できるゲル電気泳動装置を励起光スポットの位置検出手
段なしで実現することを目的とするものであり、その目
的を前の提案とは異なる手段により実現するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１により本発明を説明
する。サンプルが泳動するゲルを保持するガラス板とし
てゲルよりも蛍光性の強いガラス板を用い、受光光学系
ではゲルからの蛍光のみを受光する大きさの受光視野に
限定する。３０は励起・受光光学系の走査場所を検出す
る走査場所検出部、３２は励起光光路と受光光学系光軸
との相対的位置関係を変化させる移動手段、３４は測定
に用いられるゲルが装着された後でサンプル投入前、又
はサンプル投入後でサンプルが測定部に到着する前の較
正用走査における走査領域内のいくつかの走査場所で移
動手段３２を作動させ、信号検出手段３４からの蛍光検
出にもとづいてゲルの励起光による照明部分が受光光学
系光軸上にくるときの移動手段３２の移動量に関係した
較正データを求め、走査場所データとともに記憶部３８
へ記憶させる較正部である。４０は測定時に記憶部３８
から走査場所に対応した較正データを読み出し各走査場
所ごとに移動手段３２の移動量を設定する移動手段制御
部である。

【０００９】好ましい態様では、較正部３６は、励起光
光路又は受光光学系光軸を、受光光学系光軸と励起光光
路の交点がゲルを支持する励起光源側のガラス板にある
状態と同交点が同光源と反対側のガラス板にある状態の
間で移動させたとき、その移動に対する受光光学系光軸
上の光電変換器の出力が極小を与える移動量に関係した
データを較正データとする。

【００１０】蛍光性のガラスは例えばソーダライムガラ
スである。ソーダライムガラスは安価で、しかも製造上
平面精度を高めやすく、スラブゲルのような薄いゲルの
作成に適している。ソーダライムガラスが４８８ｎｍの
アルゴンレーザビームで励起されて出す５２０ｎｍ付近
の蛍光の強さは、パイレックスガラスの５０倍以上、石
英の１００倍以上であり、ゲル自身の蛍光よりも強い。
しかし、受光光学系でゲルからの蛍光のみを受光する大
きさの受光視野に限定することにより、ガラス板からの
蛍光とゲルからの蛍光を区別することができる。

【００１１】

【作用】測定に用いるゲル４を装着し、サンプルが泳動
して測定点に達するまでの間に走査領域内の一点で励起
・受光光学系の載っている移動ステージ１３を止め、そ
こで受光光学系光軸と励起光光路の交点が励起光源側の
ガラス板５ａ→ゲル４→反対側のガラス板５ｂと動くよ
うに、励起光光路又は受光光学系光軸を移動させ、その
移動に対して受光光学系出力をとる（図３（Ａ）参
照）。その出力プロットは谷を示す（図３（Ｂ）参
照）。谷の位置は受光光学系光軸上に励起光がきてゲル
を照射している位置である。これは、ガラス板５ａ，５
ｂよりも蛍光性の弱いゲル４がガラス５ａ，５ｂ板に挾
まれているからである。検出信号が谷に相当するミラー
３ｂの位置を移動ステージ１３の走査位置とともに記憶
する。以上の操作をサンプルが測定点に泳動してくるま
での時間に走査領域内の多数の点で行ない、各走査点に
対して移動手段３２に与えられた較正データを表として
記憶部３８に記憶する。

【００１２】較正データを測定した走査点のピッチより
も狭いピッチで測定を行なうためには、測定した較正デ
ータをもとにして補間法により他の測定点の較正データ
を算出し、それも記憶部３８に記憶させておけばよい。
サンプルが泳動して測定点に達する少し前から通常の走
査を行ない、測定を開始する。このときは走査に同期し
て走査の各点で記憶部３８から呼び出した較正データに
従って移動手段制御部４０が移動手段３２を制御し、励
起光光路又は受光光学系光軸を変化させる。較正データ
は走査の各点でゲル４が励起光で照明された場所が受光
光学系光軸上にくるように作成されたもの又はそれをも
とに算出されたものであるので、測定用の走査中は常に
ゲル４の励起光照明場所が受光光学系光軸上にくる条件
が満たされることになり、ずれはなくなる。

【００１３】

【実施例】図２と図３により一実施例を示す。泳動ゲル
４は例えば１０％ポリアクリルアミド（１９：１ビスア
クリルアミド）にてなり、ガラス板５ａ，５ｂに挾まれ
て厚さが例えば０．５ｍｍに形成され、幅が２６０ｍｍ
で、試料を注入するウエル６２から走査位置までの高さ
が２７０ｍｍに設定されて、垂直方向に立てられてい
る。ガラス板５ａ，５ｂは蛍光性のガラス板であり、一
例としてソーダライムガラス（通称は窓ガラス、厚さ５
ｍｍ、屈折率１.５１、旭硝子株式会社（東京）の製
品）を使用する。ソーダライムガラスはオートラジオグ
ラムＤＮＡシーケンシングでは最もよく使用されるガラ
スであり、４８８ｎｍの励起光で励起されると５２０ｎ
ｍ付近に強い蛍光を発する。ＤＮＡの標識蛍光物資とし
て最もよく用いられるＦＩＴＣも４８８ｎｍの励起光で
励起されると５２０ｎｍに蛍光を発することから、ソー
ダライムガラスは蛍光標識によるＤＮＡシーケンシング
ではゲルを挾むガラス板としては用いられていない。泳
動ゲル４には蛍光ラベルしたサンプルが垂直方向に電気
泳動される。サンプルは例えば蛍光物質ＦＩＴＣでラベ
ルされており、４８８ｎｍのアルゴンイオンレーザで励
起されて５２０ｎｍの蛍光を発する。

【００１４】１３は移動ステージであり、クロスローラ
やアリ溝などのガイドレール２８により案内され、走査
用モータ１５で駆動される棒ネジ１４の回転により駆動
されて水平面内で泳動方向と直交する方向に走査され
る。ステージ１３上には励起光であるアルゴンイオンレ
ーザビーム１を受ける集光レンズ２が設けられており、
励起光ビーム１は泳動ゲル４及びステージ１３の走査方
向に平行に入射し、レンズ２で集光される。レンズ２で
集光された励起光ビーム１を泳動ゲル４に入射させるた
めに、ステージ１３上には偏向ミラー３ｂが設けられて
おり、ミラー３ｂは励起光ビーム１をゲル４の方向へ反
射させるように面方向が固定されて配置されており、ミ
ラー駆動モータ５４によって棒ねじ５５が回転してミラ
ー３ｂをゲル４の方向へ接近及び遠ざかるように移動さ
せられる。モータ５４に流す電流によりミラー３ｂのゲ
ル方向の位置が制御される。受光光学系に入射する散乱
光を減少させるために、ゲル４に対する励起光ビーム１
の入射角は２０〜３５度ぐらいになるように、励起光学
系と受光光学系が設定されている。

【００１５】励起光ビーム１による泳動ゲル４の照明位
置６からの光を集光し検出するために、ステージ１３上
には、対物レンズ７、対物レンズ７で集光された光を５
２０ｎｍの光を透過させる干渉フィルタ８を経て集光す
る集光レンズ９が設けられており、集光レンズ９で集光
された蛍光をステージ１３の外部に設けられた光電子増
倍管１０へ導くために光ファイバ束５２が設けられてい
る。光ファイバ束５２の入口で、ゲル４の像が結像する
位置には、幅が約０.１ｍｍのスリット５０が配置され
ている。スリット５０は受光視野を狭くするためのもの
である。

【００１６】図２で、ゲル４の上端には電極槽６０が設
けられて電解液が入れられ、下端にも電極槽６４が設け
られて電解液が入れられている。上端の電極槽６０はカ
ソードとなり、下端の電極槽６４はアノードとなって、
両電極槽６０，６４間に高電圧電源６６によって泳動電
圧が印加される。ゲル４の上端には蛍光ラベルされたサ
ンプルを注入するためのウエル６２が形成されている。
６３はサンプルが電気泳動し分離して形成されたＤＮＡ
バンドである。

【００１７】１６はＡ／Ｄ変換器であり、光電子増倍管
１０の検出信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ１２
（メモリを含む）に取り込む。ミラー３ｂはモータ５４
によって移動量が制御されるが、その制御信号はＣＰＵ
１２から与えられる。移動ステージ１３は棒ネジ１４が
走査用モータ１５によって回転することによって走査さ
れるが、走査用モータ１５にはエンコーダが取りつけら
れており、ステージ１３の走査場所の情報がそのエンコ
ーダからＣＰＵ１２に取り込まれる。

【００１８】図１と図２の対応関係を示すと、移動手段
３２はミラー３ｂとモータ５４に対応し、走査機構４４
は棒ネジ１４と走査用モータ１５に対応し、信号検出手
段３４は光電子増倍管１０に対応し、走査場所検出部３
０、較正部３６、記憶部３８、移動手段制御部４０、信
号処理部４２及び走査制御部４６はＣＰＵ１２により実
現される。

【００１９】動作の例を説明するにあたり、図３（Ａ）
で走査領域は全部で２５６ｍｍとし、図で上方から下方
へＸ＝０〜２５６の座標で表わされるところを走査する
ものとし、受光光学系光軸がＸ＝０〜２５６の範囲内を
移動するものとする。信号取込み点（測定点）を５１２
個所とすると、Ｘの０.５ｍｍ移動ごとに蛍光信号がＣ
ＰＵ１２に取り込まれる。信号取込み点のＸ座標をＸｉ
（ｉ＝１，２，……５１２）とおき、その内の４個ごと
の信号取込み点（Ｘ₄，Ｘ₈，Ｘ₁₂，……Ｘ₅₁₂）が励起
光光軸を動かして励起光照明位置が受光光学系光軸上に
くるように較正データが測定された点であるとする。

【００２０】Ｘ座標Ｘ₄，Ｘ₈，……Ｘ₅₁₂に対して受光
光学系光軸上に励起光照明位置がくるようにミラー３ｂ
の位置を見出す較正プロセスを図４を参照して説明す
る。移動ステージ１３を止め、ミラー３ｂを移動させて
励起光１をＥＢ１，ＥＢ２，……と移動させながら光電
子増倍管１０の検出信号を記録する。その検出信号は図
３（Ｂ）に示されるような形状となり、谷を示す。谷の
位置が受光光学系光軸上に励起光１がきてゲルを照射し
ている位置である。検出信号が谷に相当するミラー３ｂ
の位置をステージ１３の走査位置Ｘｉとともに記憶す
る。これが終わると、次にステージ１３を動かし、Ｘ
（ｉ＋４），Ｘ（ｉ＋８），……の位置で同じ較正操作
を行ない、Ｘ₅₁₂まで行なう。これで較正データが決定
される。

【００２１】図５は図４の較正プロセスでまだ決定され
ていない走査位置の較正データを補間法で求める補間プ
ロセスである。図５には線形の補間法が示されている
が、線形でなくても適当な曲線で補間してもよい。

【００２２】図６は測定プロセスである。測定点にステ
ージ１３を順次動かし、その測定点でミラー３ｂの位置
を較正プロセスと補間プロセスで求められた較正データ
の位置に設定し、光電子増倍管１０からの信号を取り込
む。実際にはミラー３ｂ及びステージ１３は慣性をもつ
ので、測定点でステージ１３がいちいち止まることはな
く、連続的に走査し、それに同期してミラー３ｂの位置
設定が行なわれていく。

【００２３】図７に較正プロセスにおける光電子増倍管
の検出信号の例を示す。ステージ１３とゲル４との平行
度にずれが存在し、ステージ１３によってミラー３ｂの
位置がａ，ｂ，ｃ，ｄと移動することによって、その平
行度のずれが光電子増倍管１０の検出信号の谷の位置の
違いとなって現われてくる。この例ではゲルに対するス
キャナの傾きは０.１０５度（tan^-1(0.33mm／180mm)）
と見積もることができる。

【００２４】図８はＦＩＴＣで標識したＤＮＡプライマ
ーをゲル中に泳動させたときに検出された蛍光信号を表
わしている。横軸は走査範囲、縦軸は蛍光強度、奥行き
は時間を表わしている。（Ａ）は本発明による較正を行
なわず、すなわちミラー３ｂを固定した状態でステージ
１３を移動させたときのものである。このときはゲルの
中央部で９個の試料が検出されている。一方、この実施
例により較正プロセスを経てミラー３ｂを最適な位置に
調整しながらステージ１３を移動させることにより、
（Ｂ）に示されるように全ての試料が検出されている。
図８の例からわかるように、本発明では励起光によるゲ
ルの照明位置が受光光学系の光軸からずれると、（Ａ）
の両端部分のようにベースラインが大きくなる。これは
ガラス板５ａ，５ｂからの蛍光が受光光学系に入射する
からである。

【００２５】この実施例では視野を制限するスリット５
０として幅が０.１ｍｍのものを使用している。このス
リット５０により図９に示されるように視野Ｘが０.１
５ｍｍに制限される。この視野の大きさはゲル４が励起
光１で照射される理論的長さ（対物レンズ７から見た長
さ）に対応し、ガラス板５ａ，５ｂはその視野の範囲で
は励起光で照射されない。もしスリット５０の幅を広げ
ると、光電子増倍管１０はガラス基板５ａ，５ｂからの
強いバックグラウンドを受けることになり、光電子増倍
管１０の検出信号の谷は不明瞭なものとなる。しかし、
スリット５０を約０.２ｍｍに広げても、またゲル４を
約０.４ｍｍの薄いものに変えても、その程度ではＳ／
Ｎ比はあまり大きく減少しない。本発明ではサンプルか
らの蛍光を検出する際に、ガラス基板５ａ，５ｂからの
蛍光が混入しないようにするためには、スリット５０な
どにより視野を制限することが重要である。

【００２６】図１０は他の実施例を表したものである。
図１０の実施例を図３の実施例と比較すると、励起光学
系と受光光学系が相違している。図１０では、レンズ２
で集光された励起光ビーム１を泳動ゲル４に入射させる
ために、ステージ１３上にはミラー３が設けられてお
り、ミラー３はガルバノスキャナ（例えばGeneral Scan
ning社のＧ１２０Ｄなど）１１により回転角を変化させ
ることができるようになっている。ガルバノスキャナ１
１に流す電流によりミラー３の回転角が制御される。ガ
ルバノスキャナ１１の制御信号はマイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）１２から与えられる。

【００２７】励起光ビーム１による泳動ゲル４の照明位
置６からの光を集光し検出するために、ステージ１３上
には、対物レンズ７、対物レンズ７で集光された光を５
２０ｎｍの干渉フィルタ８を経て集光するために集光レ
ンズ９が設けられており、集光レンズ９の焦点位置に視
野を制限するスリット５０が設けられている点は図２の
ものと同じであるが、図１０では集光レンズ９で集光さ
れた蛍光を検出するための光電子増倍管１０もステージ
１３上に設けられている。図１０では較正データはステ
ージ１３の走査位置に対するミラー３の回転角度として
得られる。ミラー３を回転させて較正データを得る操作
は特開平４−３６６５２号公報に記載のものと全く同じ
であるので、説明は省略する。

【００２８】図１１はミラー３ｂを移動させる他の手段
の例を示したものである。図２及び図３ではミラー３ｂ
をモータで移動させているが、図１１ではミラー３ｂを
圧電素子２６に取りつけ、圧電素子２６に電圧を与えて
ミラー３ｂを移動させる。圧電素子２６としては例えば
トーキン社のＬＡＮシリーズの製品などを用いることが
できる。

【００２９】図１２は励起光光路を移動させる他の実施
例を表わしたものであり、ミラー３ｃを固定し、励起光
ビーム１を音響光学素子２７を介してミラー３ｃに入射
させるようにしたものである。音響光学素子２７に印加
される電圧によりゲル４に入射する励起光光路が変化す
る。

【００３０】図１３はさらに他の実施例を表わしたもの
である。図１０の実施例と比較すると、図１３では光電
変換部が移動ステージ１３外にあり、励起光光路の方向
を変えるためのミラー３ａもステージ１３外にあり、走
査用及びミラー角度を設定するための走査・制御用マイ
クロコンピュータ１２ａと、信号取込み用のマイクロコ
ンピュータ１２ｂとが別になっている点が相違してい
る。

【００３１】励起光ビーム１はガルバノミラー３ａに反
射されてマスク２１を通り、ステージ１３へ入射する。
ステージ１３上には凸レンズの一部を切断したレンズ２
ａが設けられており、励起光ビーム１はこのレンズ２ａ
で偏向され集光されてゲル４を照明する。凸レンズ２ａ
の焦点は受光光学系光軸とゲル４のおおよその交点にあ
る。凸レンズの切断品２ａの代りに図３や図１０のよう
に通常の凸レンズとミラーを組み合わせたり、凸レンズ
とウェッジプリズムを組み合わせるようにしてもよい。

【００３２】ステージ１３上にはゲル４又はガラス板５
ａ，５ｂからの光を取り込む対物レンズ７と、対物レン
ズ７で平行光とされた光をステージ１３外へ導くミラー
２０が設けられている。ステージ１３の外部には、ミラ
ー２０から導かれた平行光の向きを変えるミラー２１、
蛍光用干渉フィルタ８、集光レンズ９、視野を制限する
スリット５０及び集光された蛍光を光電変換する光電子
増倍管１０が設けられている。１６はＡ／Ｄ変換器であ
り、Ａ／Ｄ変換器１６を経てマイクロコンピュータ１２
ｂに取り込まれた信号は外部のコンピュータ２２に導か
れて塩基配列決定のデータ処理が行なわれる。

【００３３】走査・制御用マイクロコンピュータ１２ａ
は走査用モータ１５に対し駆動に必要な駆動信号を与え
る。走査領域の両端にはセンサ２３，２４が設けられて
いる。走査領域の端部のセンサ２３，２４からの信号が
マイクロコンピュータ１２ａに取り込まれ、走査領域の
端部に来たら駆動信号により駆動方向を変える。走査用
モータ１５にはエンコーダが設けられており、エンコー
ダ信号がマイクロコンピュータ１２ａにフィードバック
されてモータ１５の回転速度が一定に保たれる。マイク
ロコンピュータ１２ｂはもっぱら光電子増倍管１０の信
号を取り込むＡ／Ｄ変換器１６の制御に用いられる。こ
の場合、特にＡ／Ｄ変換器１６のクロックと、走査用モ
ータ１５のクロックとは同期しているわけではなく、単
に走査の初めと終わりを示す信号がセンサ２３，２４の
出力としてマイクロコンピュータ１２ｂに与えられるに
すぎない。実際にはこのような構成でも差し支えなく、
マイクロコンピュータを１２ａと１２ｂに分離すること
により、プログラムはずっと容易になる。

【００３４】図１３の実施例の動作は図１０のものとほ
とんど同じである。相違点は、較正時にはガルバノミラ
ーを回転する角度（ストローク）は図１０のものより小
さくてよいが、回転角の精度はより高くなければならな
い点である。較正プロセスと補間プロセスではマイクロ
コンピュータ１２ａと１２ｂが同時に働き、計算し、記
憶するが、測定プロセスではマイクロコンピュータ１２
ａと１２ｂが全く独立の動作をする。較正データθｉの
値は走査位置Ｘｉとともにマイクロコンピュータ１２ａ
のメモリに記憶され、マイクロコンピュータ１２ａの制
御下で走査と同期してガルバノミラー３ａの角度θを変
える。それと並列にマイクロコンピュータ１２ｂでは光
電子増倍管１０の信号出力を取り込み、外部コンピュー
タ２２に電送して泳動パターンを得る。図１３の実施例
が図１０の実施例より優れている点は、ステージ１３上
の部品点数が少なく軽量化できる点と、マイクロコンピ
ュータを分離したことによりプログラムが楽になる点で
ある。

【００３５】実施例では励起光光路と受光光学系光軸と
の相対的な位置関係を変化させる移動手段として、いず
れも励起光光路を変化させるものを示しているが、励起
光光路を固定し、受光光学系光軸を移動させる方式にす
ることもできる。その方式としては、例えば走査点で移
動台を走査方向に移動させたり、図１０に鎖線で示され
るように、受光光学系光軸にガラスブロック２９を配置
し、これを回転させるようにする方式がある。

【００３６】

【発明の効果】本発明ではゲル電気泳動装置に装着され
たゲルに対し、測定が開始される前に較正プロセスを設
け、走査を行なって各走査点についてゲルが励起光によ
って照明された部分が受光光学系光軸上に来るようにす
るための較正データを求めておき、測定にあたってはそ
の較正データを用いて励起光光路と受光光学系光軸との
相対的位置関係を制御しながら測定を行なうようにした
ので、加工誤差、組立て誤差、調整誤差によって必然的
に起こり得る受光光学系光軸と励起光照明位置とのずれ
が根本的に解消され、感度ムラもなくなる。また、ゲル
を保持するガラス板を交換しても全く差し支えない。し
たがって、逆に加工誤差や組立て誤差、調整誤差が存在
しても性能上は全く問題がないことになり、加工、組立
て、調整が楽になり、装置コストも低下する。受光光学
系の視野を制限することにより、ゲルを支持するガラス
板として、従来の蛍光ラベル法では使用できなかった蛍
光性のガラス板を使用するようにしたので、ソーダライ
ムガラスのように安価で、しかも平面性も優れたガラス
板を使用できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示すブロック図である。

【図２】一実施例を示す概略斜視図である。

【図３】同実施例の要部平面図（Ａ）と較正時に得られ
る蛍光検出信号を示す図である。

【図４】同実施例の動作における較正プロセスを示すフ
ローチャート図である。

【図５】同実施例の動作における補間プロセスを示すフ
ローチャート図である。

【図６】同実施例の動作における測定プロセスを示すフ
ローチャート図である。

【図７】同実施例の動作における較正時に得られる蛍光
検出信号の具体的な例を示す図である。

【図８】同実施例の動作における試料泳動により得られ
る蛍光検出信号の具体的な例を示す図であり、（Ａ）は
較正を行なわなかった場合、（Ａ）は本発明により較正
を行なった場合である。

【図９】同実施例における励起光光路と視野の関係を示
す平面図である。

【図１０】他の実施例を示す要部平面図である。

【図１１】さらに他の実施例における励起光光路の移動
手段を示す概略平面図である。

【図１２】さらに他の実施例における励起光光路の移動
手段を示す概略平面図である。

【図１３】さらに他の実施例を示す概略平面図である。

【図１４】従来のゲル電気泳動装置を示す概略平面図で
ある。

【図１５】図１４のゲル電気泳動装置の問題点を示す要
部平面図である。

【符号の説明】

１励起光ビーム３，３ａ，３ｂミラー４泳動ゲル５ａ，５ｂガラス板１１ガルバノスキャナ１２，１２ａ，１２ｂマイクロコンピュータ（Ｃ
ＰＵ）１３ステージ１４走査機構の棒ネジ１５走査用モータ３０走査場所検出部３２移動手段３４信号検出手段３６較正部３８記憶部４０移動手段制御部４２信号処理部４４走査機構４６走査制御部５０スリット５２棒ネジ５４モータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光ラベルしたサンプルをゲル電気泳動
させ、泳動方向と直交する方向に蛍光の励起・受光光学
系を走査して泳動パターンを検出する装置において、サンプルが泳動するゲルを保持するガラス板として前記
ゲルよりも蛍光性の強いガラス板を用い、受光光学系ではゲルからの蛍光のみを受光する大きさの
受光視野に限定し、励起・受光光学系の走査場所を検出する走査場所検出部
と、励起光光路と受光光学系光軸との相対的位置関係を変化
させる移動手段と、測定に用いられるゲルが装着された後サンプル投入前、
又はサンプル投入後でサンプルが測定部に到着する前の
較正用走査における走査領域内のいくつかの走査場所で
前記移動手段を作動させ、信号検出手段からの蛍光検出
信号にもとづいてゲルの励起光による照明部分が受光光
学系光軸上にくるときの前記移動手段の移動量に関係し
た較正データを求め、走査場所データとともに後記記憶
部へ記憶させる較正部と、前記較正データを走査場所データとともに記憶する記憶
部と、測定時に前記記憶部から走査場所に対応した較正データ
を読み出し各走査場所ごとに前記移動手段の移動量を設
定する移動手段制御部とを備えた蛍光検出型ゲル電気泳
動装置。
【請求項２】較正部は、励起光光路又は受光光学系光
軸を、受光光学系光軸と励起光光路の交点がゲルを支持
する励起光源側のガラス板にある状態と同交点が同光源
と反対側のガラス板にある状態の間で移動させたとき、
その移動に対する受光光学系光軸上の光電変換器の出力
が極小を与える移動量に関係したデータを較正データと
する請求項１に記載の蛍光検出型ゲル電気泳動装置。