JP4408290B2 - Sample analysis method, electrophoresis apparatus, and method for readjusting nucleic acid fragment concentration - Google Patents
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Description
本発明は、帯電した試料を電気的に導入して分析を行う方法及び分析装置に係り、例えば電気泳動により試料の分析を行う方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an analysis apparatus for conducting analysis by electrically introducing a charged sample, for example, a method and apparatus for analyzing a sample by electrophoresis.
核酸などの帯電された生体試料の分析は、ゲル電気泳動法,キャピラリー電気泳動法などを利用して行われる。 Analysis of a charged biological sample such as nucleic acid is performed using gel electrophoresis, capillary electrophoresis, or the like.
試料の濃度調整方法は、次のようにして行われていた。 The method for adjusting the concentration of the sample was performed as follows.
例えば、帯電した試料が高濃度なために測定レンジ外になると予想される場合には、試料を分析装置の取扱説明書に推奨されている濃度に希釈する。希釈方法には一般的に以下の2つの方法がある。 For example, if the charged sample is expected to be outside the measurement range due to its high concentration, the sample is diluted to a concentration recommended in the instruction manual of the analyzer. In general, there are the following two dilution methods.
一つは、試料の原液を分取し、希釈に用いる溶媒(以下、「希釈溶媒」又は「希釈液」と称することもある)を加えて希釈する。希釈された試料溶液は、分取して分析に用いられる(公知例1)。 In one method, a stock solution of a sample is collected and diluted with a solvent used for dilution (hereinafter also referred to as “dilution solvent” or “dilution solution”). The diluted sample solution is collected and used for analysis (known example 1).
もう一つは、試料の原液に直接、希釈溶媒を加えて希釈する(公知例2)。 The other is to dilute the sample stock solution directly by adding a dilution solvent (known example 2).
また、電気泳動により試料を分析する場合には、試料中に含まれている金属イオンを捕捉(キレート化)する目的のためにキレート剤を試料を含む溶液中に注入する技術が提案されている。 In addition, when analyzing a sample by electrophoresis, a technique for injecting a chelating agent into a solution containing the sample has been proposed for the purpose of capturing (chelating) the metal ions contained in the sample. .
例えば、特開平2−38966号公報では、産業排水液に含まれる水和性を有する金属イオンを等速電気泳動法により分析する場合に、ターミナル液中にキレート剤を添加する。この場合、キレート剤は、試料の金属イオンと反応して逆極性イオン(金属アニオン)の強錯体を形成する。すなわち、金属イオンを水和性を有さない金属アニオンに変換して電気泳動を可能にしている。 For example, in JP-A-2-38966, a chelating agent is added to a terminal liquid when analyzing metal ions having hydrating properties contained in industrial wastewater by isotachophoresis. In this case, the chelating agent reacts with the metal ions of the sample to form a strong complex of reverse polarity ions (metal anions). That is, electrophoresis is made possible by converting metal ions into metal anions having no hydratability.
また、特開平9−201200号公報では、DNAのような核酸をキャピラリー電気泳動により分析する場合に、過剰のMg++が核酸と結合することを防止するために、キレート剤を使用する。この場合のキレート剤は、変性溶媒に添加されて、その溶媒の中に含まれるMg++と反応するマグネシウムキレーターとして働く。In JP-A-9-201200, a chelating agent is used in order to prevent excess Mg ++ from binding to nucleic acid when nucleic acid such as DNA is analyzed by capillary electrophoresis. In this case, the chelating agent is added to the denaturing solvent and acts as a magnesium chelator that reacts with Mg ++ contained in the solvent.
特開2001−242139号公報では、DNAを電気泳動する場合に用いる泳動用緩衝液にキレート剤を含有することで、電気泳動ゲルの保存安定性を良好にしている。 In JP-A-2001-242139, the storage stability of the electrophoresis gel is improved by including a chelating agent in the buffer for electrophoresis used for electrophoresis of DNA.
代表的なキレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸(EDTA),エチレングリコールビス四酢酸(EGTA)等が開示されている。 As typical chelating agents, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), ethylene glycol bistetraacetic acid (EGTA) and the like are disclosed.
従来の電気的な試料導入法では、上述したように、溶液中の試料濃度を希釈液によって調整することにより、分析装置への試料導入量を制御しているが、その処理に手間を要する。 In the conventional electrical sample introduction method, as described above, the sample concentration in the solution is adjusted with the diluent to control the amount of sample introduced into the analyzer, but this process takes time.
例えば、既述した公知例1の場合には、試料の初回の調整時や再調整時に、試料の分注操作や希釈操作に手間を要する。 For example, in the case of the known example 1 described above, it takes time to dispense and dilute the sample during the initial adjustment or readjustment of the sample.
公知例2の場合には、初回の解析結果が測定レンジの下限値以下(分析装置への試料導入量が少ない)の場合には、混合液(試料原液と希釈液とを混合したもの)を再調整する必要があるが、原液自身が当初から希釈されているため、再度原液を調達して、これを先に使用した混合液に添加する必要があった。また、測定レンジが上限値以上(分析装置への試料導入量が多すぎる場合)の場合には、一部の混合液を捨てた後、希釈する必要があった。 In the case of the known example 2, if the first analysis result is below the lower limit of the measurement range (the amount of sample introduced into the analyzer is small), a mixed solution (a mixture of the sample stock solution and the diluted solution) is used. Although it is necessary to readjust, since the stock solution itself was diluted from the beginning, it was necessary to procure the stock solution again and add it to the previously used mixed solution. When the measurement range is equal to or greater than the upper limit (when the amount of sample introduced into the analyzer is too large), it is necessary to dilute after discarding some of the mixture.
さらに、分析装置を、上記のような試料調整を含めて自動化する場合には、希釈を行うための機構やそのスペースが必要であった。 Furthermore, when automating the analyzer including the sample preparation as described above, a mechanism for performing dilution and its space are required.
本発明は、生体試料などの分析において、試料を調整する場合に希釈液を不要とし、かつ分析装置への試料導入量の調整の簡便化を図り得る試料の分析方法および装置を提供することにある。 The present invention provides a sample analysis method and apparatus that eliminates the need for a diluent when adjusting a sample in analysis of a biological sample and the like, and can simplify the adjustment of the amount of sample introduced into the analyzer. is there.
本発明は、上記課題を解決するために、帯電した試料(例えば核酸の場合には、負イオンである)を分析装置に電気的に導入して分析を行う場合に、試料を含む溶液に試料と同じ電荷を持った物質(イオン性物質)を添加し、この電荷を持った物質の添加量を調節することにより、試料の前記分析装置への導入量を調整する。The present invention, in order to solve the above problems, the charged specimen (for example in the case of nucleic acids, negative ions are a) when performing electrical introduce and analyze the analyzer, sample solution containing the sample The amount of the sample introduced into the analyzer is adjusted by adding a substance (ionic substance) having the same charge as (1) and adjusting the amount of the substance having the charge.
例えば、試料の電気的な導入が電気泳動である場合、溶液(溶媒)に、原液(ex.試料が核酸である場合には、PCR生成物)中の試料と同じ電荷を持った物質を加える。
前記電荷を持った物質は、試料の分析装置への導入量を抑制する働きを有する。この導入量の抑制のメカニズムは、理論的に充分な解明はなされていないが、電荷を持った物質(イオン性物質)の添加により、試料を含む溶液中の導電率に変化が起き電気的導入量(例えば電気泳動量)の減少が生じるいわゆるマトリックス効果などの現象によるものと推測される。このような現象は、元々は、溶液中に初めから含まれている検出されないイオン性物質(ナトリウムイオンや塩化物イオンなどの共存物質)により引き起こされる現象として論じられ、分析の測定感度を低下させる要因として認識されていた。したがって、従来はその影響を排除することに専心し、それを利用することは考えられていなかったが、本発明では、この現象に着目して、積極的に電荷を持った物質を添加するという発想に至り、それによって試料の希釈液に代わる電気的な濃度調整を可能にした。For example, when the sample is electrically introduced by electrophoresis, a substance having the same charge as the sample in the stock solution (ex. PCR product if the sample is a nucleic acid) is added to the solution (solvent). .
The charged substance has a function of suppressing the amount of sample introduced into the analyzer. Although the mechanism of the suppression of the introduction amount has not been fully clarified theoretically, the addition of a charged substance (ionic substance) causes a change in the conductivity in the solution containing the sample, and the electrical introduction. It is presumed to be due to a phenomenon such as a so-called matrix effect in which the amount (for example, the amount of electrophoresis) decreases. Such a phenomenon was originally discussed as a phenomenon caused by undetectable ionic substances (coexisting substances such as sodium ions and chloride ions) originally contained in the solution, which reduces the measurement sensitivity of the analysis. It was recognized as a factor. Therefore, in the past, devoted to eliminating the effect, was not considered to use it, but in the present invention, paying attention to this phenomenon, positively charged substances are added The idea has been reached, thereby enabling an electrical concentration adjustment to replace the sample dilution.
例えば、第1回目の試料分析では、分析結果が測定レンジの上限値を上回る場合(試料の分析装置への導入量が多過ぎる場合)には、試料導入量調整用の物質(電荷を持った物質)を増量添加する(試料の再調整)。それによって、2回目の試料分析では、分析装置への試料の導入量を減らし、実質的に試料を希釈したと同じことになり、測定レンジ内の分析を可能にする。 For example, in the first sample analysis, if the analysis result exceeds the upper limit of the measurement range (when the amount of sample introduced into the analyzer is too large), a substance for adjusting the sample introduction amount (has a charge) Add a larger amount of substance) (readjust the sample). Thus, in the second sample analysis, the amount of sample introduced into the analyzer is reduced, which is substantially the same as when the sample is diluted, and analysis within the measurement range is possible.
逆に、第1回目の試料分析の分析結果が測定レンジの下限値を下回る場合(試料の分析装置への導入量が過少の場合)には、試料を含む溶液(混合液)に適量の試料の原液を添加する。 Conversely, if the analysis result of the first sample analysis is below the lower limit of the measurement range (when the amount of sample introduced into the analyzer is too small), an appropriate amount of sample in the solution (mixture) containing the sample Add the stock solution.
試料濃度の調整(第1回目の調整および2回目以降の再調整を含む)に用いられる電荷を持った物質としては、例えば、試料が核酸の場合には、エチレンジアミン四酢酸(EDTA),エチレングリコールビス四酢酸(EGTA)等が好ましいことを見いだした。なお、核酸とEDTA,EGTAは、同極性のイオン性物質(陰イオン)である。EDTA,EGTAなどは、従来は種々の用途のキレート剤として使用されているが(例えば、既述した特開平2−38966号、特開平9−201200号公報、特開2001−242139号公報)、本発明のように試料を電気的に濃度調整するために用いる技術的思想は知られていない。 Examples of the charged substance used for adjusting the sample concentration (including the first adjustment and the second and subsequent readjustments) include, for example, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), ethylene glycol when the sample is a nucleic acid. It has been found that bistetraacetic acid (EGTA) and the like are preferable. Nucleic acid, EDTA, and EGTA are ionic substances (anions) of the same polarity. EDTA, EGTA and the like are conventionally used as chelating agents for various purposes (for example, JP-A-2-38966, JP-A-9-201200, JP-A-2001-242139 described above), The technical idea used to electrically adjust the concentration of a sample as in the present invention is not known.
なお、本発明における試料の電気的導入は、代表的にはキャピラリー電気泳動が例示され、また、電荷を持った物質は、上記したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 In addition, as for the electrical introduction of the sample in the present invention, capillary electrophoresis is typically exemplified, and examples of the charged substance include those described above, but are not limited thereto.
本発明によれば、極微量の液体(試料の原液や電荷を持った物質)を添加することで、試料溶液中の試料濃度ひいては電気泳動量を大幅に調整できる。また、微量容器に液体を添加する手順のみで(分取や希釈を行わずとも)調整でき、これにより試料濃度及び電気泳動量の調整が簡便となる。According to the present invention, by adding a very small amount of liquid (a sample stock solution or a substance having a charge), the sample concentration in the sample solution and thus the amount of electrophoresis can be greatly adjusted. Further, the adjustment can be performed only by the procedure of adding the liquid to the micro container (without performing fractionation or dilution), and thereby the adjustment of the sample concentration and the amount of electrophoresis becomes simple.
以下、本発明の最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode of the present invention will be described.
電気的に試料を導入する装置としては、例えば電気泳動装置がある。それは、遺伝子分析のために核酸の塩基配列を決定する遺伝子分析装置の試料導入部に利用されている。さらに、核酸のほかに、金属イオン、蛋白等の様々な物質の試料導入に利用されている。電気泳動システムとしては、キャピラリー電気泳動システム、キャピラリーと質量分析システムを結合させたCE/MSシステム等が挙げられる。ただし、それ以外の試料を導入する装置であっても、本発明を具現化できるものであれば、如何なる装置でもよく、上述したような電気泳動装置に限定されない。 As an apparatus for electrically introducing a sample, for example, there is an electrophoresis apparatus. It is used in a sample introduction part of a gene analyzer that determines the base sequence of a nucleic acid for gene analysis. Furthermore, in addition to nucleic acids, it is used for sample introduction of various substances such as metal ions and proteins. Examples of the electrophoresis system include a capillary electrophoresis system and a CE / MS system in which a capillary and a mass spectrometry system are combined. However, any other apparatus for introducing a sample may be used as long as it can embody the present invention, and is not limited to the electrophoresis apparatus as described above.
キャピラリー電気泳動の場合には、キャピラリーに試料の分離媒体(例えば電気泳動液,ポリマー,ゲルなど)を充填した状態で、キャピラリーの一端を微小容器に満たされた分析用の試料溶液に浸漬し、他端を電解質溶液(緩衝液)に浸漬し、キャピラリー両端にパルス電圧を印加することにより、キャピラリー内に試料を導入する。詳しくは、試料が正の電荷を持つときは、キャピラリー一端(試料溶液側)を陰極性、もう一端(緩衝液)を陽極性としてパルス電圧を一定時間印加する。逆に、試料が負の電荷を持つときは、キャピラリー両端の極性を上記とは逆にして、パルス電圧を一定時間印加する。それによって、泳動路であるキャピラリー内に試料を導入できる。
また、キャピラリー両端に印加する電圧の大きさと時間の長さで、試料導入量を調節できる。その印加する電圧が大きいほど、また、印加する時間が長いほど導入される試料導入量は増大する。In the case of capillary electrophoresis, the capillary is filled with a sample separation medium (for example, electrophoresis solution, polymer, gel, etc.), and one end of the capillary is immersed in a sample solution for analysis filled in a micro container, A sample is introduced into the capillary by immersing the other end in an electrolyte solution (buffer solution) and applying a pulse voltage to both ends of the capillary. Specifically, when the sample has a positive charge, a pulse voltage is applied for a certain period of time with one end of the capillary (sample solution side) as a cathode and the other end (buffer solution) as an anod. Conversely, when the sample has a negative charge, the polarity at both ends of the capillary is reversed from the above and a pulse voltage is applied for a certain period of time. Thereby, the sample can be introduced into the capillary which is the migration path.
Further, the amount of sample introduction can be adjusted by the magnitude of the voltage applied to both ends of the capillary and the length of time. The larger the applied voltage and the longer the applied time, the greater the amount of sample introduced.
しかし、印加する時間が長すぎると、分離性能が低下する問題が発生する場合があり、試料毎に印加電圧の大きさや印加時間を変えることのみで、試料導入条件を設定することは、困難である。また、キャピラリー電気泳動装置は、ゲル板電気泳動装置と比べ、高感度を実現しているが、測定レンジには上限がある。このため、試料を解析する多くの場合は、導入される試料量(電気泳動量)が測定範囲の上限未満になるように試料を希釈する必要が生じる。また、実際の分析においてはベースラインのノイズの大きさに起因する測定値のバラツキから信頼できる測定範囲の下限を設ける必要がある。 However, if the application time is too long, there may be a problem that the separation performance deteriorates, and it is difficult to set the sample introduction conditions only by changing the applied voltage magnitude or application time for each sample. is there. The capillary electrophoresis apparatus achieves higher sensitivity than the gel plate electrophoresis apparatus, but has an upper limit in the measurement range. For this reason, in many cases of analyzing a sample, it is necessary to dilute the sample so that the amount of sample introduced (electrophoresis amount) is less than the upper limit of the measurement range. In actual analysis, it is necessary to set a reliable lower limit of the measurement range due to variations in measurement values caused by the magnitude of baseline noise.
本発明では、上記のような試料の導入量調整を行う場合に、基本的には、希釈液を用いないで、電荷を持った物質を添加することにより行うものである。その具体例は、後述する。 In the present invention, when adjusting the amount of introduction of the sample as described above, basically, a charged substance is added without using a diluent. Specific examples thereof will be described later.
電気的に試料を導入する装置を利用する分析方法には、例えば核酸塩基配列決定法、一本鎖DNA高次構造多型解析法(SSCP電気泳動法)などが存在するが、本発明は、上述したような分析方法に限定されない。核酸塩基配列決定法とは分析核酸を構成する4種類の塩基を電気泳動により決定する方法である。一本鎖DNA高次構造多型解析法とは、一部異なる配列を持つために高次構造的に異なる構造を形成した核酸断片を分析用試料として用い、核酸の高次構造の違いを電気泳動により決定する方法である。 Examples of the analysis method using an apparatus for electrically introducing a sample include a nucleobase sequencing method and a single-stranded DNA conformation polymorphism analysis method (SSCP electrophoresis method). It is not limited to the analysis method as described above. The nucleic acid base sequence determination method is a method for determining four types of bases constituting an analysis nucleic acid by electrophoresis. Single-stranded DNA higher-order structure polymorphism analysis method uses nucleic acid fragments that have different structures because they have partially different sequences as samples for analysis. This is a method of determination by electrophoresis.
本発明である試料導入調整法は、第1図に示される手順により行われる。その手順を大別すると、試料溶液に試料導入調整用の物質として電荷を持った物質を添加し、試料の導入量を調整する当初の調整工程(具体例は第2図に示される)と、パルス電圧を印加してキャピラリー内に試料を導入し、その導入量を測定する解析工程(具体例は第3図に示される)と、解析した試料導入量が測定範囲外であった場合、試料導入量に基づいて電荷を持った物質や試料原液を添加することにより、試料導入量を調整する再調整工程(具体例は第4図に示される)を含む。 The sample introduction adjustment method according to the present invention is performed by the procedure shown in FIG. The procedure is roughly divided into an initial adjustment step (a specific example is shown in FIG. 2) of adding a charged substance as a sample introduction adjustment substance to the sample solution and adjusting the amount of introduction of the sample. An analysis step (a specific example is shown in FIG. 3) for introducing a sample into a capillary by applying a pulse voltage and measuring the amount introduced, and if the analyzed sample introduction amount is outside the measurement range, It includes a readjustment step (a specific example is shown in FIG. 4) for adjusting the sample introduction amount by adding a charged substance or sample stock solution based on the introduction amount.
試料の調整工程では、泳動用溶媒を保持した容器に、電荷を持った物質と試料を含む溶液を入れ、試料の導入量を検出可能な測定範囲内に収まるように調整する。 In the sample adjustment step, a charged substance and a solution containing the sample are placed in a container holding the electrophoresis solvent, and the amount of the sample introduced is adjusted to be within a detectable measurement range.
具体的には、最初に目的の試料原液の、およその濃度を測定する。この測定法としては、試料が核酸であればUV測定法、蛍光式測定法などが挙げられる。ただし、これらの例に限定されず、試料(原液)の濃度が測定できれば如何なる方法を用いてもよい。この濃度測定の結果より、試料原液が分析装置の測定レンジを越えることが予想される場合、調整した分析用溶媒と試料の混合液に適当な量の電荷を持った物質を添加する。 Specifically, first, the approximate concentration of the target sample stock solution is measured. Examples of this measuring method include a UV measuring method and a fluorescence measuring method if the sample is a nucleic acid. However, the present invention is not limited to these examples, and any method may be used as long as the concentration of the sample (stock solution) can be measured. If it is expected from the result of this concentration measurement that the sample stock solution will exceed the measurement range of the analyzer, a substance having an appropriate amount of charge is added to the prepared mixed solution of the analytical solvent and the sample.
具体例として、16本キャピラリー電気泳動装置を用いてPCR産物に対して一本鎖DNA高次構造多型解析を行う場合には、PCR産物の原液5μlを7.5%のポリアクリルアミドゲルを用いて、電圧100V、時間50Vで電気泳動を行い、エチレンブロマイドにより染色し、UV(紫外線)で発色することで、発色の輝度からDNAのおよその濃度を知る。これより得られたおよその濃度から、電気泳動装置の測定レンジを越えると予測される試料については、フォルムアミド(Formamid)を溶媒とした分析用の試料溶液の調整を行った後に(具体例は、第2図を用いて後述する)、100mMのEDTAを適宜添加することで、試料の導入量を調節する。試料導入量の調節は、上記方法に限定されず、試料の混ざった溶液に、試料と同じ電荷を持つ物質を添加できれば、如何なる方法でもよい。 As a specific example, when a single-stranded DNA conformation polymorphism analysis is performed on a PCR product using a 16-capillary electrophoresis apparatus, 5 μl of the PCR product stock solution is used on a 7.5% polyacrylamide gel. Electrophoresis is carried out at a voltage of 100 V and a time of 50 V, stained with ethylene bromide, and colored with UV (ultraviolet light), so that the approximate concentration of DNA is known from the luminance of the color. For samples that are expected to exceed the measurement range of the electrophoresis apparatus from the approximate concentration obtained from this, after preparing the sample solution for analysis using formamide as a solvent (specific examples are The amount of the sample introduced is adjusted by appropriately adding 100 mM EDTA, which will be described later with reference to FIG. The adjustment of the sample introduction amount is not limited to the above method, and any method may be used as long as a substance having the same charge as the sample can be added to the mixed solution of the sample.
本発明における電荷を持った物質とは、分析用試料溶液のイオン強度を高める物質であり、好ましくは試料と同じ電荷を持ち、分析装置で検出されない物質、もしくは試料の検出領域に入らない物質である。例えば、試料が核酸の場合、核酸は負電荷を持つため、同じく負電荷のEDTAやEGTAが適当である。電荷を持つ物質は、試料の解析に影響を及ぼさなければ如何なるものでもよい。 The charged substance in the present invention is a substance that increases the ionic strength of the sample solution for analysis, and preferably has the same charge as the sample and is not detected by the analyzer or does not enter the detection region of the sample. is there. For example, when the sample is a nucleic acid, the nucleic acid has a negative charge, and therefore negatively charged EDTA and EGTA are also suitable. Any substance having an electric charge may be used as long as it does not affect the analysis of the sample.
解析に用いる試料は、電気的試料導入法により導入できる電荷を持った試料であれば良く、その種類を限定するものではない。例えば、細胞、微生物より抽出した抽出核酸、PCRで増幅させた核酸断片、合成核酸、アミノ酸、ペプチド、蛋白質などである。より具体的には、塩基、分子、アミノ酸構造上において正又は負の電荷を持つ物質である。アミノ酸、ペプチド、蛋白質のような両性電解質の場合には、等電点をもつため、溶媒のpH(水素イオン濃度)を調節することで溶媒中の正・負のイオン濃度を調節することが可能だが、等電点において両性電解質の電荷は0となるため等電点以外のpHに調節する必要がある。 The sample used for the analysis may be a sample having an electric charge that can be introduced by the electric sample introduction method, and the type thereof is not limited. Examples include nucleic acids extracted from cells and microorganisms, nucleic acid fragments amplified by PCR, synthetic nucleic acids, amino acids, peptides, proteins, and the like. More specifically, it is a substance having a positive or negative charge on the base, molecule, or amino acid structure. In the case of amphoteric electrolytes such as amino acids, peptides, and proteins, since they have an isoelectric point, it is possible to adjust the positive / negative ion concentration in the solvent by adjusting the pH (hydrogen ion concentration) of the solvent. However, since the charge of the amphoteric electrolyte is 0 at the isoelectric point, it is necessary to adjust the pH to a value other than the isoelectric point.
分析用に調整する泳動用の試料溶液(溶媒・溶質)の調整は、電気的な試料導入が可能であればどのような溶媒・溶質でも用いることができる。例えば、16本キャピラリー電気泳動装置を用いて、PCR産物に対して一本鎖DNA高次構造多型解析を行う場合には、第2図に示すように、分析用試料の調整に変性剤としてFormamidを1試料あたり34μl使用し、場合によってはサイズ標準試料としてTAMRA Size Standard(ABI社)を1試料あたり1μl使用しても良い。 The sample solution (solvent / solute) for electrophoresis to be prepared for analysis can be used with any solvent / solute as long as electrical sample introduction is possible. For example, when a single-stranded DNA conformation polymorphism analysis is performed on a PCR product using a 16-capillary electrophoresis apparatus, as shown in FIG. Formidid may use 34 μl per sample, and in some cases, 1 μl of TAMRA Size Standard (ABI) may be used as a size standard sample.
分析に使用する容器は、試料溶液に容器の材質が溶出しなければ、どのような材質、大きさでもよい。好ましくは200μl程度の容量を持つポリプロピレン製のチューブまたは96穴プレートが望ましい。 The container used for analysis may have any material and size as long as the material of the container does not elute into the sample solution. A polypropylene tube or 96-well plate having a volume of about 200 μl is preferable.
次に初期の試料導入量の調整手順(第2図で実施される調整手順)について説明する。試料導入調整用物質である電荷を持った物質を、試料溶液に一定量(例えば数μl)加える場合、前もってその電荷を持った物質について、濃度の高いものから低いものまでを調整してランク別に用意しておく。次に、電気泳動用の溶媒(サイズマーカーを含むFormamid)と、試料の原液を1μl混ぜて泳動用の試料溶液を調整する。そして、試料溶液の濃度が高ければ(既述したように、例えば、試料原液のおよその濃度測定から分析用試料溶液の濃度の高い低いは推測されている)、高濃度の試料導入調整用の物質(電荷を持った物質)を一定量添加する。逆に試料溶液の濃度がそれほど高くない時は、低濃度の電荷を持った物質を一定量添加する。具体例としては、試料がPCRで増幅した核酸断片である場合、複数ランクの濃度の電荷を持った物質として、100mM、50mM、25mMのEDTAを用いる。電気泳動用の溶媒にPCRで増幅核酸の原液を1μl添加する。この原液が高濃度であれば、調整した100mMのEDTAを一定量加え(第2図参照)、低濃度だが測定レンジを越えそうな場合は25mMのEDTAを一定量添加すればよい。この場合、調整しておいた各濃度のEDTAによる試料導入量の減少率がわかっていれば、試料濃度に対して、ある一定の量と濃度のEDTAを加えることで試料導入量を調節できる。本調整法は、最終的に分析用に調整した試料溶液に、試料導入調整用の電荷を持った物質が混ざっていればよく、前述の方法に限定されるものではない。 Next, an initial sample introduction amount adjustment procedure (adjustment procedure performed in FIG. 2) will be described. When a certain amount (for example, several μl) of a charged substance that is a sample introduction adjusting substance is added to the sample solution, the substance having that charge is adjusted in advance from high to low concentration according to rank. Have it ready. Next, a sample solution for electrophoresis is prepared by mixing 1 μl of a solvent for electrophoresis (Formamid including a size marker) and a stock solution of the sample. If the concentration of the sample solution is high (as described above, for example, it is estimated that the concentration of the sample solution for analysis is high or low from the approximate concentration measurement of the sample stock solution). Add a certain amount of substance (substance with charge). Conversely, when the concentration of the sample solution is not so high, a certain amount of a substance having a low concentration of charge is added. As a specific example, when the sample is a nucleic acid fragment amplified by PCR, 100 mM, 50 mM, or 25 mM EDTA is used as a substance having a charge with a concentration of multiple ranks. Add 1 μl of a stock solution of amplified nucleic acid by PCR to a solvent for electrophoresis. If this stock solution has a high concentration, a fixed amount of adjusted 100 mM EDTA is added (see FIG. 2). If the concentration is low but the measurement range is likely to be exceeded, a fixed amount of 25 mM EDTA may be added. In this case, if the rate of decrease in the amount of sample introduced by each adjusted concentration of EDTA is known, the amount of sample introduced can be adjusted by adding a certain amount and concentration of EDTA to the sample concentration. This adjustment method is not limited to the above-described method as long as a substance having a charge for sample introduction adjustment is mixed with the sample solution finally adjusted for analysis.
例えば、試料導入量を調整するために添加される物質(電荷を持った物質:ここでは試料導入調整用物質と称することもある)については、濃度一定とし、その濃度一定のものを試料溶液の試料濃度に合わせて可変的に必要量加え、かつ、その可変分を考慮して、調整後の溶液の総量が一定になるように水を加えても良い。このようにすれば、試料導入調整用物質を複数の濃度ランクに分けて予め準備する必要がない。 For example, the substance added to adjust the sample introduction amount (substance with electric charge: here also referred to as the sample introduction adjustment substance) is made to have a constant concentration, and the constant concentration is added to the sample solution. Water may be added so that the necessary amount is variably added according to the sample concentration, and the total amount of the solution after adjustment is constant in consideration of the variable amount. In this way, it is not necessary to prepare the sample introduction adjusting substance in advance by dividing it into a plurality of concentration ranks.
このような濃度一定の試料導入調整用物質を必要量加える場合、手順としては、まず、一定濃度の試料導入調整用物質を予め準備しておく。次に電気泳動用の溶媒と試料の原液を混ぜて試料溶液をつくる。そして、予め概ね測定しておいた原液の濃度に合わせて、試料導入調整用物質(試料と同じ電荷を持った物質)を適当な量だけ、各試料の溶液に添加する。この場合、分析に付される各試料は、厳密な意味で容量が異なる。このような試料導入調整法では、既述したように、複数の濃度の試料導入調整用物質を準備する必要がないので、手間もかからない。この場合は、より好ましくは、試料導入調整用物質は、総量の変動を抑えるためにも、高濃度であることが望ましい。 When adding a necessary amount of the sample introduction adjusting substance having a constant concentration, as a procedure, first, a sample introduction adjusting substance having a constant concentration is prepared in advance. Next, a sample solution is prepared by mixing the solvent for electrophoresis and the stock solution of the sample. Then, an appropriate amount of the sample introduction adjusting substance (substance having the same charge as that of the sample) is added to the solution of each sample in accordance with the concentration of the stock solution that has been roughly measured in advance. In this case, each sample subjected to analysis has a different volume in a strict sense. In such a sample introduction and adjustment method, as described above, it is not necessary to prepare a plurality of concentrations of the sample introduction and adjustment substance, so that it does not take time and effort. In this case, it is more preferable that the sample introduction adjusting substance has a high concentration in order to suppress fluctuations in the total amount.
第1図、第3図に示す解析工程は、試料を分析装置へ導入し、電気泳動を行い、その結果得られた波形等を測定する工程である。以下、この解析工程について詳細に記述する。この工程では試料が電気的に分析装置に導入されればよく、後述の具体例に限定されない。 The analysis step shown in FIGS. 1 and 3 is a step of introducing a sample into an analyzer, performing electrophoresis, and measuring a waveform or the like obtained as a result. Hereinafter, this analysis process will be described in detail. In this step, the sample may be electrically introduced into the analyzer and is not limited to the specific examples described later.
本例では、分析用に調整した試料保持容器を分析装置にセットした後、分析装置の試料導入口を試料保持容器に挿入し、試料導入部と導出部とにパルス電圧を印加して、電気泳動により試料を導入する。より具体的には、16本キャピラリー電気泳動装置を用いた場合、分析用に調整した試料を保持した泳動装置専用の200μl容量のチューブ(容器)を、該チューブが96本セット可能な試料プレートに載せる。上記パルス電圧の印加は、例えば、分析装置を制御するプログラムを介して、電圧で20kV、時間で5秒間である。この手順により、試料は電気泳動されて、キャピラリー内に導入される。 In this example, after setting the sample holding container adjusted for analysis in the analyzer, the sample introduction port of the analyzer is inserted into the sample holding container, and a pulse voltage is applied to the sample introduction part and the lead-out part. Samples are introduced by electrophoresis. More specifically, when a 16-capillary electrophoresis apparatus is used, a 200 μl capacity tube (container) dedicated to the electrophoresis apparatus holding a sample prepared for analysis is used as a sample plate on which 96 tubes can be set. Put it on. The application of the pulse voltage is, for example, 20 kV in voltage and 5 seconds in time through a program for controlling the analyzer. By this procedure, the sample is electrophoresed and introduced into the capillary.
導入された試料は、予めマーカーが付され、それを検出器により測定することに試料分析が行われる。具体的な試料の測定方法として、一本鎖DNA高次構造多型解析法を利用したヘテロ接合性の消失(以下「LOH」と称する)の測定法を述べる。なお、測定法は分析目的に応じて様々で、LOHに限定されるものではない。本例では、試料の電気泳動結果として1本または2本のピークを得ることができる。LOHの測定法においては、2本のピークの高さをそれぞれ測定し、その比率を算出し、一方のピークの減少率を算出する。 The introduced sample is preliminarily provided with a marker, and sample analysis is performed by measuring it with a detector. As a specific sample measurement method, a method for measuring loss of heterozygosity (hereinafter referred to as “LOH”) using a single-stranded DNA conformation polymorphism analysis method will be described. The measurement method varies depending on the purpose of analysis and is not limited to LOH. In this example, one or two peaks can be obtained as a result of electrophoresis of the sample. In the LOH measurement method, the heights of two peaks are measured, the ratio is calculated, and the reduction rate of one peak is calculated.
上記の試料の測定値が測定レンジ外となった場合は、その試料溶液の再調整工程が必要となる。以下、この再調整工程の一例について第4図により詳細に記述する。再調整工程では測定レンジ外の試料に試料の原液または試料調整用物質(電荷を持つ物質)を加えて分析装置への導入量を調節できればよく、後述の具体例に限定されない。 When the measured value of the sample is out of the measurement range, a readjustment step for the sample solution is required. Hereinafter, an example of this readjustment process will be described in detail with reference to FIG. In the readjustment step, it is only necessary to adjust the amount introduced into the analyzer by adding the sample stock solution or the sample preparation substance (substance with charge) to the sample outside the measurement range, and is not limited to the specific examples described later.
測定レンジ外とは試料濃度が測定レンジよりも高い、または低いことを意味する。具体的には、16本キャピラリー電気泳動装置を用いて、ピーク高さ比を測定する場合、測定レンジは4000カウントから65000カウントである。この値は使用する装置固有のものであり、この値に何ら限定されるものではない。2本のピークのどちらか一方のピークが測定レンジの上限65000を越えた場合、正確な2本のピークの高さ比を算出できないため解析不能となる。一方、両方のピークの高さが4000以下となった場合は、ベースラインのノイズの影響による測定誤差が大きくなるため、信頼性のある測定が不可能となる。 Outside the measurement range means that the sample concentration is higher or lower than the measurement range. Specifically, when the peak height ratio is measured using a 16-capillary electrophoresis apparatus, the measurement range is 4000 counts to 65000 counts. This value is specific to the device used, and is not limited to this value. If one of the two peaks exceeds the upper limit of the measurement range of 65000, the analysis cannot be performed because the exact height ratio of the two peaks cannot be calculated. On the other hand, when the height of both peaks is 4000 or less, the measurement error due to the influence of the baseline noise becomes large, so that reliable measurement becomes impossible.
測定結果が最適な場合、つまり、試料の測定値が測定レンジ内の場合は、その試料に対しては測定完了となる。上記のようにピーク高さ比または面積比を測定する場合には、2本のピークの両方または、一方が測定レンジの上限を越えておらず、かつ、2本のピークの両方が測定レンジの下限を下回っていないとき、測定完了となる。 When the measurement result is optimal, that is, when the measurement value of the sample is within the measurement range, the measurement is completed for the sample. When measuring the peak height ratio or area ratio as described above, both or one of the two peaks does not exceed the upper limit of the measurement range, and both of the two peaks are within the measurement range. When the lower limit is not exceeded, the measurement is complete.
分析装置への試料の導入量が多い場合、つまり、試料濃度が測定レンジより高いとき、高濃度の試料と同じ電荷を持った物質をごく微量加える。例えば、16本キャピラリー電気泳動装置を用いてピーク高さ比を測定する場合、試料濃度が高いため、ピーク高さが測定レンジを越えたとき、測定レンジ上限のピーク幅から、およそのピーク高さを推測する。このとき予測したピーク高さを基に、試料を希釈する必要はなく、適度な濃度(例えば100mM)のEDTAを適量添加する。 When the amount of sample introduced into the analyzer is large, that is, when the sample concentration is higher than the measurement range, a very small amount of a substance having the same charge as the high concentration sample is added. For example, when the peak height ratio is measured using a 16-capillary electrophoresis apparatus, since the sample concentration is high, when the peak height exceeds the measurement range, the approximate peak height from the peak width at the upper limit of the measurement range. Guess. It is not necessary to dilute the sample based on the peak height predicted at this time, and an appropriate amount of EDTA having an appropriate concentration (for example, 100 mM) is added.
逆に試料の導入量が少ない場合、つまり、試料濃度が測定レンジより低いとき、試料の原液をごく微量添加する。例えば、試料濃度が低いため、ピーク高さが測定レンジの下限を下回ったとき、ピーク高さを測定し、適当な量の試料原液を適量添加する。 Conversely, when the amount of sample introduced is small, that is, when the sample concentration is lower than the measurement range, a very small amount of the sample stock solution is added. For example, since the sample concentration is low, when the peak height falls below the lower limit of the measurement range, the peak height is measured, and an appropriate amount of sample stock solution is added.
以上、ピーク高さを元に説明したが、ピーク面積を用いた場合にも同様に実施することが可能である。 As described above, the description has been given based on the peak height, but the same can be applied to the case where the peak area is used.
本発明の試料調整を含む自動分析装置を第5図に示した。第5図は、自動分析装置の平面図である。本装置は、第6図に示すフローチャートに基づく動作、すなわち試料の調整工程、解析工程、再解析工程を全自動で行う。この装置の動作について以下に述べるが、本装置には試料を試料調整(初回調整,再調整)時に、希釈液を注入する動作の代わりに電荷を持った物質を加える動作が含まれていればよく、以下の例に限定されない。 An automatic analyzer including the sample preparation of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 is a plan view of the automatic analyzer. This apparatus performs the operation based on the flowchart shown in FIG. 6, that is, the sample adjustment process, the analysis process, and the reanalysis process fully automatically. The operation of this device will be described below. If this device includes the operation of adding a charged substance instead of the operation of injecting the diluent when the sample is prepared (initial adjustment, readjustment). Well, it is not limited to the following examples.
第5図に示すように、試料分析装置10における試料調整部14は、試料の原液を保持する試料原液保持部11、分析用試料を調整するために必要な試薬類(試料導入調整用の高濃度の電荷を持った物質の溶液を含む)を保持する試薬保持部12、上記試料原液と試薬を混合した溶液(試料溶液)を保持する試料溶液保持部13とを含む。 As shown in FIG. 5, the
試料溶液の調整は、第6図のフローチャートに従って試料分注アーム15を動作制御することで行われる。この動作制御は、制御部19によりアーム駆動機構16を作動制御して行われる。濃度測定センサー17は、例えば光学系のものが使用され(例えばUV測定器、蛍光測定器)、試料調整部14の側方に配置される。このようなセンサー配置により、保持部11にセットされる試料原液と、保持部13にセットされる分析用の試料溶液の濃度を試料調整部の側方位置で容易に検出することができる。 The sample solution is adjusted by controlling the operation of the
第6図のフローチャートは、既述した第1図〜第4図までの調整工程から解析工程を自動化したものである。 The flowchart of FIG. 6 is an automated analysis process from the adjustment process shown in FIGS. 1 to 4 described above.
初回の試料溶液の調整後(第6図のステップS1〜S3)に、制御部19がキャピラリー両端部(図示省略)にパルス電圧を印加制御し、キャピラリー内に試料が導入され電気泳動が行われる(ステップS4〜ステップS6)。 After adjusting the sample solution for the first time (steps S1 to S3 in FIG. 6), the
ステップS1〜ステップS3は、試料原液(原液サンプル)の濃度測定、試料溶液(溶媒と試料原液など)の調整(サンプル調整)、試料導入量調整用物質の添加工程である。 Steps S1 to S3 are steps for measuring the concentration of a sample stock solution (stock solution sample), adjusting a sample solution (such as a solvent and a sample stock solution) (sample adjustment), and adding a sample introduction amount adjusting substance.
ステップS4〜ステップS6は、初回調整後の分析用サンプル(試料溶液)を調整部14から検出部18に搬送機構(図示省略)を介して移動させる工程、その後にキャピラリーに試料導入するためにパルス電圧を印加するサンプル導入工程、それによって試料の電気泳動が行われる工程を示している。 Steps S4 to S6 are a step of moving the analysis sample (sample solution) after the initial adjustment from the
電気泳動により分離された試料は、検出部18の計測器(例えば、UV計測器,蛍光計測器等)で検出され、その検出結果が制御部(解析部)19に入力され、データ解析(分析)される(ステップS9)。分析に付された試料容器は、試料が分取された後に検出部18から試料調整部10の所定の位置に戻される(ステップS7)。 The sample separated by electrophoresis is detected by a measuring instrument (for example, a UV measuring instrument, a fluorescence measuring instrument, etc.) of the detecting
ステップ9では、作業者がモニターをみながら又は制御部19の解析ソフトが試料を自動的に解析し、解析完了か再解析の必要があるか判定を行う。解析完了は、試料の検出(分析)結果がレンジ内にある場合に実行される。再解析の必要有りは、試料の検出(分析結果)が測定レンジ外の場合に実行される。 In
再解析と判定された場合には、解析された試料導入量(試料測定濃度)に応じて、試料導入量調整用物質(電荷を持った物質)又は試料原液の添加量を計算する(ステップS10)。そして、試料導入量が過多の場合には、電荷を持った物質の溶液を適量添加し、導入量過少の場合、原液の試料を適量添加することで、試料の再調整が行われる(ステップS11)。再調整後は、ステップS4に戻り、以下、上記同様の解析工程が行われる。 If it is determined that the analysis is to be reanalyzed, the addition amount of the sample introduction amount adjusting substance (substance with charge) or sample stock solution is calculated according to the analyzed sample introduction amount (sample measurement concentration) (step S10). ). When the sample introduction amount is excessive, an appropriate amount of a charged substance solution is added. When the sample introduction amount is too small, the sample is readjusted by adding an appropriate amount of the stock solution sample (step S11). ). After the readjustment, the process returns to step S4, and the analysis process similar to the above is performed.
次に本発明の実施例を説明する。なお、本発明はこれらに限定されない。 Next, examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to these.
実施例1は、試料導入量調整用物質(電荷を持った物質)を複数の濃度ランクに分けて準備して、試料導入量の調整を行う場合は、その調整用物質の一つを選択して試料溶液に一定量加える場合である。
1.測定レンジの決定In Example 1, when preparing a sample introduction amount adjustment substance (substance with charge) divided into a plurality of concentration ranks and adjusting the sample introduction amount, select one of the adjustment substances. In this case, a certain amount is added to the sample solution.
1. Determination of measurement range
分析装置には測定範囲として上限と下限が存在するため、各分析装置に対して信頼できる測定範囲を決定する必要がある。例えば、本発明に使用した16本キャピラリー電気泳動装置の場合、試料濃度は、導入条件として電圧20kV、時間5秒間において、約0.2μmol/l、測定値で65000カウントが上限であった。また、下限は、上述の導入条件において、分析用試料濃度で30fmol/l、測定値で10カウントであり、それ以下は測定困難であった。ただし、得られるピークの高さや面積を解析する場合は、下限はベースラインのノイズの影響を配慮して信頼できる値を設定する必要があり、下限値となる測定値を4000カウント以上にした。
2.試料原液の準備Since an analyzer has an upper limit and a lower limit as a measurement range, it is necessary to determine a reliable measurement range for each analyzer. For example, in the case of the 16-capillary electrophoresis apparatus used in the present invention, the sample concentration was about 0.2 μmol / l at a voltage of 20 kV and a time of 5 seconds as introduction conditions, and the upper limit was 65,000 counts in the measured value. The lower limit was 30 fmol / l for the analytical sample concentration and 10 counts for the measured value under the introduction conditions described above, and measurement below that was difficult. However, when analyzing the height and area of the peak obtained, it is necessary to set a reliable value for the lower limit in consideration of the influence of the noise of the baseline, and the measured value serving as the lower limit is set to 4000 counts or more.
2. Preparation of sample stock solution
この実験に用いた試料原液は、次の過程で生成された。すなわち、生体試料より抽出したゲノム核酸(鋳型)0.1μgにプライマーを各1.0pM加え、また、10nMのヌクレオチド3リン酸(dNTP)、10μMのトリス塩酸緩衝液(pH8.3)、50mMのKCl、1.5mMのMgCl2、0.001%(w/v)のゼラチン、1.25unitのTaq核酸ポリメラーゼ(Perkin Elmer社)を加え、全液量を25μlとした。そして、この溶液について、以下の条件でPCRを行った。PCR増幅の条件は、95℃で12分間の初回変性の後、95℃で30秒、57℃で80秒及び72℃で30秒を1サイクルとして35サイクル、その後、72℃で7分間の伸長反応を行う条件とした。
3.分析用の試料溶液の調整The sample stock solution used in this experiment was generated in the following process. Specifically, 1.0 pM of each primer was added to 0.1 μg of genomic nucleic acid (template) extracted from a biological sample, 10 nM nucleotide triphosphate (dNTP), 10 μM Tris-HCl buffer (pH 8.3), 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2 , 0.001% (w / v) gelatin, and 1.25 unit Taq nucleic acid polymerase (Perkin Elmer) were added to make a total volume of 25 μl. Then, this solution was subjected to PCR under the following conditions. PCR amplification conditions were as follows: initial denaturation at 95 ° C for 12 minutes, followed by 35 cycles of 95 ° C for 30 seconds, 57 ° C for 80 seconds, and 72 ° C for 30 seconds, followed by extension at 72 ° C for 7 minutes The reaction conditions were set.
3. Preparation of sample solution for analysis
分析用の試料溶液の調整は、次に示す手順で試薬と試料が添加されるが、添加する順序はこの例に限定されない。分析用の微量容器にDNAの変性剤であるFormamid 34μlにサイズ標準マーカとなる4nMのTAMRA size standard(ABI社)を1.0μl添加し、DNA増幅産物の原液を1.0μl加え、表1の結果に示す7種類の異なる濃度のEDTA溶液(試料導入調製用物質:試料と同じ極性の電荷を持った物質)を用意し、それぞれ等量(8μl)加え、総量44μlに調整した。 In the preparation of the sample solution for analysis, the reagent and the sample are added in the following procedure, but the order of addition is not limited to this example. To a micro container for analysis, 1.0 μl of 4 nM TAMRA size standard (ABI) as a size standard marker was added to 34 μl of Formamid, a DNA denaturant, and 1.0 μl of a stock solution of DNA amplification product was added. Seven different concentrations of EDTA solutions (sample introduction preparation materials: materials having the same polarity of charge as the sample) shown in the results were prepared, and equal amounts (8 μl) were added to adjust the total amount to 44 μl.
3.SSCP電気泳動と試料解析結果 3. SSCP electrophoresis and sample analysis results
調整後の試料に対して試料導入条件として電圧20kV時間5秒、泳動条件として電圧15kV、時間70分間でSSCP電気泳動を行った。このときの試料のピーク高さとEDTA濃度変化によるピーク減少率を表1に示す。 The adjusted sample was subjected to SSCP electrophoresis at a voltage of 20 kV for 5 seconds as a sample introduction condition and at a voltage of 15 kV for a duration of 70 minutes as an electrophoresis condition. Table 1 shows the peak height of the sample and the peak reduction rate due to the EDTA concentration change.
これらの結果より、添加したEDTA濃度に比例して、ピークの減少率が大きくなっていることが分かる。つまり、異なる濃度の試料導入調製用物質を用意し、そのうち適切な濃度の上記物質の溶液を添加することで、試料導入量が調整可能となる。例えば、試料の濃度を調べることにより、試料原液の濃度が測定レンジの約2倍(約120000カウント)になることが予測されたとき、このSSCP電気泳動解析において、有効な測定レンジは4000〜65000であるため、12.5mM以上100mM以下のEDTAを8μl添加することにより、試料を測定レンジ内で測定することが可能となる。
5.測定レンジ外の試料の再解析From these results, it can be seen that the rate of peak reduction increases in proportion to the added EDTA concentration. That is, by preparing sample introduction preparation substances having different concentrations and adding a solution of the substance having an appropriate concentration among them, the sample introduction amount can be adjusted. For example, when the concentration of the sample stock solution is predicted to be about twice the measurement range (about 120,000 counts) by examining the concentration of the sample, the effective measurement range is 4000 to 65000 in this SSCP electrophoresis analysis. Therefore, the sample can be measured within the measurement range by adding 8 μl of EDTA of 12.5 mM to 100 mM.
5). Re-analysis of samples outside the measurement range
また、このSSCP電気泳動解析において、有効な測定レンジは4000〜65000である。従って、この表ではNo.5とNo.6のピーク高さは測定レンジの下限より低いため、再解析を行う必要がある。このとき、前者(No.5)は試料原液を2倍以上、後者(No.6)は試料原液を4倍以上加えればよいため、保持されていた試料原液を前者は2μl加え、後者は4μl加え、同じ条件で再解析を行った。この結果を表2に示す。 In this SSCP electrophoretic analysis, an effective measurement range is 4000 to 65000. Therefore, in this table, No. 5 and No. Since the peak height of 6 is lower than the lower limit of the measurement range, reanalysis is required. At this time, the former (No. 5) should be added 2 times or more of the sample stock solution, and the latter (No. 6) should be added 4 times or more of the sample stock solution. In addition, reanalysis was performed under the same conditions. The results are shown in Table 2.
この表の結果より、この方法は試料原液を希釈していないため、ピークが低い場合は試料原液を少量加えるだけで再解析可能である。このため、原液を保持せずに直接希釈して使用する場合と比べて、原液を再調整する時間と労力およびコストを短縮することが可能となった。 From the results in this table, this method does not dilute the sample stock solution, and therefore, if the peak is low, it can be reanalyzed by adding a small amount of the sample stock solution. For this reason, it is possible to shorten the time, labor, and cost of readjusting the stock solution compared to the case of using it after diluting directly without holding the stock solution.
実施例2では、試料導入量の調整を行う場合は、その調整物質(電荷を持った物質)を濃度一定にして、試料の測定濃度に応じて調整物質を、量を変えて必要量加える。
1.分析用の試料溶液の準備In Example 2, when adjusting the sample introduction amount, the concentration of the adjustment substance (substance with charge) is made constant, and a necessary amount of the adjustment substance is added by changing the amount according to the measured concentration of the sample.
1. Preparation of sample solution for analysis
ここでは、次に示す順に試薬と試料を添加するが、添加する順序はこの例に限定されない。分析用の微量容器に、DNAの変性剤であるFormamidを34μl、サイズ標準マーカとなる4nMのTAMRA size standard(ABI社)を1.0μl添加し、DNA増幅産物の原液を1.0μl加え、100mMの試料調整用物質(試料と同じ極性の電荷を持った物質)の溶液を試料濃度に合わせて加えた。
2.電気泳動による試料導入および解析Here, the reagent and the sample are added in the following order, but the order of addition is not limited to this example. To a micro container for analysis, 34 μl of Formid, a DNA denaturant, 1.0 μl of 4 nM TAMRA size standard (ABI) as a size standard marker, 1.0 μl of a stock solution of DNA amplification product, and 100 mM A solution of the sample preparation material (a material having the same polarity as the sample) was added according to the sample concentration.
2. Sample introduction and analysis by electrophoresis
調整試料溶液に対して、試料導入条件として電圧20kV時間5秒、泳動条件として電圧15kV、時間70分間でSSCP電気泳動を行った。このときの試料のピーク高さを表3に示す。 The prepared sample solution was subjected to SSCP electrophoresis at a voltage of 20 kV for 5 seconds as a sample introduction condition and at a voltage of 15 kV for a duration of 70 minutes as an electrophoresis condition. Table 3 shows the peak height of the sample at this time.
この表の結果より、高濃度EDTAの添加量を増やすことで、ピーク高さを測定レンジ内に収めることが可能であることがわかる。つまり、高濃度の電荷を持つ物質の溶液を用意し、適切な量を添加することで、導入量が調整可能となる。例えば、試料の濃度を調べることにより、試料原液の濃度が測定レンジの約2倍(約120000カウント)になることが予測されたとき、このSSCP電気泳動解析において、有効な測定レンジは4000〜65000であるため、100mMのEDTAを2μl添加するだけで、試料を測定レンジ内で測定することが可能となる。
3.測定レンジ外の試料の再解析From the results in this table, it can be seen that the peak height can be kept within the measurement range by increasing the amount of high concentration EDTA added. That is, the amount of introduction can be adjusted by preparing a solution of a substance having a high concentration of charge and adding an appropriate amount. For example, when the concentration of the sample stock solution is predicted to be about twice the measurement range (about 120,000 counts) by examining the concentration of the sample, the effective measurement range is 4000 to 65000 in this SSCP electrophoresis analysis. Therefore, the sample can be measured within the measurement range only by adding 2 μl of 100 mM EDTA.
3. Re-analysis of samples outside the measurement range
また、このSSCP電気泳動解析において、有効な測定レンジは4000〜65000である。従って、この表ではNo.1のピーク高さは測定レンジより低く、No.7のピーク高さは測定レンジより高いため、再解析を行う必要がある。このとき、前者は試料原液を2倍以上加えればよいため、保持されている試料原液を2μl加え、後者はピーク高さを1/4以下にしたいため、100mM EDTAを4μl加え、同じ条件で再解析を行った。この結果を表4に示す。 In this SSCP electrophoretic analysis, an effective measurement range is 4000 to 65000. Therefore, in this table, No. The peak height of No. 1 is lower than the measurement range. Since the peak height of 7 is higher than the measurement range, reanalysis is required. At this time, since the former only needs to be added twice or more of the sample stock solution, 2 μl of the retained sample stock solution is added, and in the latter, 4 μl of 100 mM EDTA is added to reduce the peak height to ¼ or less. Analysis was performed. The results are shown in Table 4.
この表の結果より、この方法は試料原液が保持されているため、ピークが低い場合は試料原液を少量加えることで再解析可能であり、ピークが高い場合は試料と同じ電荷を持った物質を少量添加するだけで再解析を行うことができる。このため、再解析における希釈工程を短縮することが可能となった。 From the results in this table, this method retains the sample stock solution, so if the peak is low, it can be reanalyzed by adding a small amount of sample stock solution, and if the peak is high, a substance with the same charge as the sample can be added. Reanalysis can be performed by adding a small amount. For this reason, it became possible to shorten the dilution process in reanalysis.
本実施例の効果は、次の通りである。
(1)極微量の液体(試料の原液や電荷を持った物質)を添加することで、導入量を大幅に調整できる。
(2)微量容器に液体を添加する手順のみで(分取や希釈を行わずとも)調整でき、これにより導入量の調整が簡便となる。
(3)さらに多数試料を同時調整する場合でも、希釈工程を短縮したため短時間で処理することができる。
(4)また、試料調整を含めた自動分析装置で、本調整法を適用した場合、希釈工程に必要な動作とスペースを省略することが可能となる。
(5)さらに、測定の結果が測定範囲外のため再解析を行う場合、試料の希釈または濃縮などの動作をしなくても、試料原液または電荷を持った物質の溶液を添加する動作のみで試料導入量を測定範囲内に調整することが可能となる。The effect of the present embodiment is as follows.
(1) By adding a very small amount of liquid (sample stock solution or substance having electric charge), the amount introduced can be greatly adjusted.
(2) The adjustment can be made only by the procedure of adding the liquid to the micro container (without performing the fractionation and dilution), and the adjustment of the introduction amount becomes simple.
(3) Even when many samples are prepared at the same time, the dilution process is shortened, so that it can be processed in a short time.
(4) In addition, when this adjustment method is applied to an automatic analyzer including sample adjustment, it is possible to omit operations and spaces necessary for the dilution process.
(5) In addition, when reanalysis is performed because the measurement result is out of the measurement range, only the operation of adding the sample stock solution or the charged substance solution is performed without performing the operation of dilution or concentration of the sample. It is possible to adjust the sample introduction amount within the measurement range.
10…試料分析装置、14…試料調整部。10: Sample analyzer, 14: Sample adjustment unit.
Claims (18)
前記電気泳動分析値が測定レンジの上限値を越える場合、負電荷の核酸断片濃度調整用物質を試料溶液に加えて核酸断片濃度を再調整する方法。From a sample solution adjusted nuclear acid fragment concentration, the migration path of the electrophoresis apparatus, the nucleic acid fragments is introduced by electrophoresis, nucleic acid fragments to electrophoresis analysis,
A method of re-adjusting the nucleic acid fragment concentration by adding a negatively charged nucleic acid fragment concentration adjusting substance to the sample solution when the electrophoretic analysis value exceeds the upper limit of the measurement range .
前記負電荷の試料調整用物質が、EDTA及び/又はEGTAを含む核酸断片濃度を再調整する方法。In claim 15,
A method of readjusting a nucleic acid fragment concentration in which the negatively charged sample preparation substance contains EDTA and / or EGTA.
前記核酸断片の電気泳動分析結果が電気泳動装置の測定レンジの上限値を上回る場合に、前記負電荷の試料調整用物質を試料溶液に加えて核酸断片濃度を再調整する方法。In claim 15,
How electrophoresis analysis of the nucleic acid fragments when exceeding the upper limit of the measurement range of the electrophoresis apparatus, to readjust the nucleic acid fragment concentration the sample adjusting material of the negative charges in addition to the sample solution.
前記核酸断片が、細胞又は微生物より抽出した核酸、PCRで増幅した核酸断片、若しくは合成核酸である核酸断片濃度を再調整する方法。In claim 15,
A method of readjusting the concentration of a nucleic acid fragment in which the nucleic acid fragment is a nucleic acid extracted from a cell or a microorganism, a nucleic acid fragment amplified by PCR, or a synthetic nucleic acid.
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