JPH0682097B2 - Photo-detection electrophoresis device - Google Patents
Photo-detection electrophoresis deviceInfo
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- JPH0682097B2 JPH0682097B2 JP62155446A JP15544687A JPH0682097B2 JP H0682097 B2 JPH0682097 B2 JP H0682097B2 JP 62155446 A JP62155446 A JP 62155446A JP 15544687 A JP15544687 A JP 15544687A JP H0682097 B2 JPH0682097 B2 JP H0682097B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蛍光あるいは散乱光を検出する光検出型電気泳
動装置,特にDNA塩基配列決定装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a photodetection-type electrophoresis apparatus for detecting fluorescence or scattered light, and more particularly to a DNA base sequence determination apparatus.
蛍光標識DNAを電気泳動分離検出する装置として,特開
昭60−220860号に記載のように点照射点検出を基本とし
たものが知られている。多数試料の同時計測では,点照
射・点検出ユニットのスキャンが考えられるが,別手法
としてライン照射ライン検出法が提案されている(特開
昭61−62843号)。この方法は、本発明の一実施例の模
式図を示す第1図の一部に示したように,複数泳動路を
持つゲル電気泳動板に側面からレーザー光を入射させ,
泳動起点から一定の距離の所を直線状に照射し,そこを
通過していく蛍光標識DNAを励起する。発する蛍光はフ
ィルターおよび集光レンズを通してイメージ増幅器上に
結像し,増幅された後,ダイオードアレーあるいはTVカ
メラで検出される。本計測装置ではレーザ光線6が照射
される方向(以下、照射軸と略す)とフィルタおよびレ
ンズ5と二次元センサー7で構成される光検出手段であ
る受光系の光学軸(以下、受光光学軸と略す)とがなす
平面上に、ダイオードアレーの中心ライン(以下、中心
水平軸と略す)、あるいはTVカメラ中の二次元センサー
の読み出し水平ラインのうち、モニター画像(画面)の
中央を通る水平線を与える読み出し水平ラインの軸(以
下、中心水平軸と略す)がくるよう幾何学的に構成され
ている。As an apparatus for electrophoretically separating and detecting fluorescently labeled DNA, there is known an apparatus based on spot irradiation point detection as described in JP-A-60-220860. For simultaneous measurement of a large number of samples, scanning of a point irradiation / point detection unit can be considered, but a line irradiation line detection method has been proposed as another method (Japanese Patent Laid-Open No. 61-62843). According to this method, as shown in a part of FIG. 1 showing a schematic view of one embodiment of the present invention, a laser beam is incident from a side on a gel electrophoresis plate having a plurality of migration paths,
Linearly irradiate a certain distance from the migration origin and excite the fluorescently labeled DNA passing therethrough. The emitted fluorescence is imaged on an image amplifier through a filter and a condenser lens, amplified, and then detected by a diode array or a TV camera. In this measuring apparatus, the direction in which the laser beam 6 is irradiated (hereinafter, abbreviated as an irradiation axis), the optical axis of the light receiving system that is the light detecting means including the filter, the lens 5, and the two-dimensional sensor 7 (hereinafter, the light receiving optical axis). The horizontal line that passes through the center of the monitor image (screen) of the center line of the diode array (hereinafter abbreviated as the center horizontal axis) or the read horizontal line of the two-dimensional sensor in the TV camera on the plane formed by Is geometrically configured so that the axis of the read horizontal line (hereinafter, abbreviated as the central horizontal axis) that gives
上記従来技術では励起光線と計測部ダイオードアレーあ
るいは二次元センサーの中心水平軸とを平行に保つのは
同一光学基板上にレーザーユニットと受光計測ユニット
(センサー部を含む)を固定する事によりなされるが特
別の調節機能はなかった。通常レーザー光はミラーを用
いて90゜偏向され,ゲルパネルを照射する。レーザー光
は複数泳動路をもつゲル板に側面から入射され、ゲル板
のレーザー光が照射された全測定領域にわたって、ゲル
板における泳動起点からレーザー光が照射された位置ま
での距離、すなわち泳動路長が一定になるようにレーザ
ー光をセットする必要がある。これは泳動板を取付ける
と自動的に達成できるようになっているが,ゲル作成時
の個別差もあり微動調整が必要である。このため,ミラ
ーは左右,上下方向に首振りが可能でレーザー光路を調
整できる。感度の低下や分解能の悪化を防ぐために、こ
の照射光線と測定系、すなわちラインセンサーの中心ラ
インあるいは二次元センサーの読み出し水平ライン,と
は平行である事が望まれる。しかしダイオードアレーあ
るいはTVカメラ中の二次元センサーの中心水平軸はかな
らずしも泳動板に照射されたレーザー光線と平行なわけ
でなく,感度の低下や分解能悪化の原因となっていた。In the above prior art, the excitation light beam and the central horizontal axis of the measuring section diode array or the two-dimensional sensor are kept parallel by fixing the laser unit and the light receiving measuring unit (including the sensor section) on the same optical substrate. But there was no special adjustment function. Normally, the laser light is deflected 90 ° using a mirror and irradiates the gel panel. Laser light is incident on the gel plate with multiple migration paths from the side, and the distance from the migration origin of the gel plate to the position irradiated with the laser light, that is, the migration path, over the entire measurement area of the gel plate irradiated with laser light. It is necessary to set the laser light so that the length is constant. This can be automatically achieved by attaching the electrophoresis plate, but there is an individual difference when preparing the gel, so fine adjustment is necessary. For this reason, the mirror can be swung horizontally and vertically, and the laser optical path can be adjusted. In order to prevent deterioration of sensitivity and deterioration of resolution, it is desired that the irradiation light beam and the measurement system, that is, the center line of the line sensor or the read horizontal line of the two-dimensional sensor be parallel to each other. However, the central horizontal axis of the diode array or the two-dimensional sensor in the TV camera is not always parallel to the laser beam applied to the electrophoretic plate, which causes a decrease in sensitivity and deterioration of resolution.
本発明の目的は上記問題を解決するためになされたもの
である。The object of the present invention is to solve the above problems.
上記目的は,ダイオードアレーあるいは二次元センサー
を具備している検出部を保持している台を回転可能に構
成することにより達成される。The above-described object is achieved by rotatably configuring a table holding a detection unit equipped with a diode array or a two-dimensional sensor.
検出部を回転を可能とした架台にて回転可能とする事に
より、レーザー光線をミラーで大きく偏向したり、泳動
板を回転することなしに泳動板に照射された励起光と、
検出部のアレイセンサーあるいは二次元センサーの中心
水平軸と平行とすることができる。By making the detection unit rotatable on a rotatable platform, the laser beam is largely deflected by the mirror, and the excitation light applied to the electrophoretic plate without rotating the electrophoretic plate,
It can be parallel to the central horizontal axis of the array sensor or the two-dimensional sensor of the detection unit.
以下,本発明の一実施例を第1図により説明する。装置
はレーザー光源3,泳動板1及びバッファ槽2を有する電
気泳動分離部,フィルターおよびレンズ5,二次元センサ
ー7,フレームメモリー8を有する検出部,および計算機
9,出力機器10を有するデーター処理部より成る。この実
施例では検出部に二次元センサー7を用いた場合につい
て述べるがこれに代えてTVカメラを用いてもよい。レー
ザー光6はミラー4,集束レンズ(図示せず)を通過し側
面からゲル1中に入る。通常ビームの集束点としては泳
動板1のレーザー光が照射された領域の中央が選ばれ泳
動板1に入射したビーム6がレーザー光の入射方向の広
い領域にわたって細く絞られるようにする。照射角度
は、ゲル板において泳動起点からレーザー光が照射され
た位置までの距離、すなわち各泳動路の長さが一定とな
るように設定する。レーザー光が照射されたゲル板1の
照射部を泳動分離された種々の物質が通過していく。検
出器が泳動方向での位置検出する解像度を持たない場合
には、分離検出能はレーザー光線幅で決定される。ゲル
照射領域(すなわち上記照射部)の長さは20cmであり、
レーザー光6を絞り、泳動板1におけるレーザー光が照
射された照射領域の中央部でビーム径が最も小さくなり
かつ入口部分のビーム径がゲル厚(0.5mm〜0.3mm)と同
等かそれ以下にする必要がある。レンズの収差や光の干
渉性があるため実際のレーザー光線6は泳動板1への入
口部で0.5mm、中央部で0.3m位が限度である。すなわ
ち、この場合の分離検出能は0.3〜0.4mmとなる。しか
し、受光光学系が高い解像度を持っていれば励起光の幅
に関係なく、検出システムとして高い分離検出能を得る
事ができる。実際、実施例の光学解像力は0.1mmとレー
ザービーム6の幅より小さく、レーザー光線の幅以下の
解像力が得られている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The apparatus is a laser light source 3, an electrophoretic separation unit having a migration plate 1 and a buffer tank 2, a filter and a lens 5, a two-dimensional sensor 7, a detection unit having a frame memory 8, and a calculator.
9. A data processing unit having an output device 10. In this embodiment, the case where the two-dimensional sensor 7 is used for the detection unit will be described, but a TV camera may be used instead. The laser light 6 passes through the mirror 4 and the focusing lens (not shown) and enters the gel 1 from the side surface. The center of the area of the electrophoretic plate 1 irradiated with the laser light is selected as the focus point of the ordinary beam, and the beam 6 incident on the electrophoretic plate 1 is narrowed down over a wide area in the incident direction of the laser light. The irradiation angle is set so that the distance from the migration origin to the position where the laser light is irradiated on the gel plate, that is, the length of each migration path is constant. Various substances electrophoretically separated pass through the irradiation part of the gel plate 1 irradiated with the laser light. If the detector does not have the resolution to detect position in the migration direction, the separation detectability is determined by the laser beam width. The length of the gel irradiation area (that is, the above irradiation part) is 20 cm,
The laser beam 6 is narrowed down, and the beam diameter becomes the smallest at the center of the irradiation area of the electrophoretic plate 1 irradiated with the laser beam, and the beam diameter at the entrance is equal to or less than the gel thickness (0.5 mm to 0.3 mm). There is a need to. Due to the aberration of the lens and the interference of light, the actual laser beam 6 is limited to 0.5 mm at the entrance to the electrophoretic plate 1 and 0.3 m at the center. That is, the separation detectability in this case is 0.3 to 0.4 mm. However, if the light receiving optical system has a high resolution, it is possible to obtain high separation and detection ability as a detection system regardless of the width of the excitation light. In fact, the optical resolution of the embodiment is 0.1 mm, which is smaller than the width of the laser beam 6, and a resolution equal to or smaller than the width of the laser beam is obtained.
通常の方法で装置を組み立て、観測される蛍光線画像13
を測定するとモニター画像では第2図のようになるが、
中央水平線12と一致せず、測定系のうちTVカメラの中心
水平軸、すなわちモニター画像15の画像中央部の中央水
平線12と観測された蛍光線画像13の傾きはかならずしも
一致しない。ミラー4だけで調節しようとすると、第2
図中の破線14のように像が画面中央部から大きくはずれ
る不都合が生じる。更に泳動距離が各泳動路で少しづつ
ずれてくる事もありこの補正のため照射角度を調整する
と更にずれる事もある。低分離能の測定では中央部を中
心に領域を設定し,この範囲に入ってきた信号を縦方向
に積算して使用するので、受光系の中心水平軸と照射軸
がずれて平行でなくても問題はおこらない。しかし、光
学系の解像度限界に近い分離能で測定しようとする時に
はTVモニターの一本の捜査線に相当する信号を取り出す
必要がある。照射軸と測定系の中心水平軸が一致せず平
行でないと、信号はレーザー光線6が照射された領域の
ほんの一部領域からのものしか得られない。そこで実施
例では、架台11に装備された受光部回転機構を用いて両
軸(照射軸及び測定系の中心水平軸)を平行にする事に
より、レーザー光線6がゲルに照射された全照射長の領
域にわたって、泳動方向での位置分解の高い信号が得ら
れるようにした。Assemble the device in the usual way and observe fluorescence image 13
When is measured, the monitor image looks like Fig. 2, but
Not coincident with the center horizontal line 12, the center horizontal axis of the TV camera in the measurement system, that is, the center horizontal line 12 at the image center portion of the monitor image 15 and the observed fluorescence line image 13 do not necessarily coincide with each other. If you try to adjust only with mirror 4, the second
As indicated by a broken line 14 in the figure, the image is largely deviated from the center of the screen, which causes a problem. Further, the migration distance may be slightly shifted in each migration path, and if the irradiation angle is adjusted for this correction, it may be further displaced. For low resolution measurement, a region is set centering on the central part, and signals coming into this range are vertically integrated and used, so the central horizontal axis of the light receiving system and the irradiation axis are not parallel and are not parallel. But no problem occurs. However, when attempting to measure with resolution close to the resolution limit of the optical system, it is necessary to extract a signal corresponding to a single search line on a TV monitor. If the irradiation axis and the central horizontal axis of the measuring system do not coincide and are not parallel, the signal can be obtained from only a part of the area irradiated with the laser beam 6. Therefore, in the embodiment, by using the light receiving unit rotating mechanism equipped on the gantry 11 to make both axes parallel (the irradiation axis and the central horizontal axis of the measurement system), the total irradiation length of the laser beam 6 irradiated on the gel is reduced. A signal with high position resolution in the migration direction was obtained over the region.
以上説明したように,本発明では,まず,泳動路長が一
定になるようレーザー光を照射する照射系をセットし、
次いでその照射軸と受光系の中心水平軸を合わせる事が
できるので高位置分解能測定ができる。As described above, in the present invention, first, the irradiation system for irradiating the laser light is set so that the migration path length becomes constant,
Next, since the irradiation axis and the central horizontal axis of the light receiving system can be aligned, high position resolution measurement can be performed.
第1図は本発明の一実施例の模式図,第2図は二次元セ
ンサー表示装置上の測定画像を示す図である。 1……泳動板、2……バッファ漕、3……レーザー光
源、4……ミラー、5……フィルターおよびレンズ、6
……レーザー光線、7……二次元センサー、8……フレ
ームメモリー、9……計算機、10……出力機器、11……
回転機能付架台、12……中央水平線、13……観測蛍光線
画像、14……ミラー調整時の蛍光線画像、15……モニタ
ー画像。FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a measurement image on a two-dimensional sensor display device. 1 ... Migration plate, 2 ... Buffer tank, 3 ... Laser light source, 4 ... Mirror, 5 ... Filter and lens, 6
...... Laser beam, 7 …… two-dimensional sensor, 8 …… Frame memory, 9 …… Calculator, 10 …… Output device, 11 ……
Frame with rotation function, 12 …… Central horizontal line, 13 …… Observation fluorescence line image, 14 …… Fluorescence line image when mirror is adjusted, 15 …… Monitor image.
Claims (1)
複数の泳動路が、平面に配置されたゲル電気泳動部と、
レーザー光を発する光源手段と、上記DNA断片の泳動方
向と交わるように上記ゲル電気泳動部の側面から上記レ
ーザー光を、上記複数の泳動路のそれぞれを順次照射し
て、上記DNA断片の蛍光標識から発する光を検出する光
検出手段とを具備する光検出型電気泳動装置において、
上記光検出手段はラインセンサーまたは二次元センサー
を含み、上記側面から入射される上記レーザー光の照射
軸と、上記ラインセンサーの読み出しラインまたは上記
二次元センサーの所定の読み出しラインとを同一平面上
に設定するために、上記光検出手段における受光部を回
転させる手段を具備することを特徴とする光検出型電気
泳動装置。1. A gel electrophoresis section in which a plurality of migration paths for electrophoresis of fluorescently labeled DNA fragments are arranged on a plane,
A light source means for emitting a laser beam, and the laser beam from the side of the gel electrophoresis section so as to intersect the migration direction of the DNA fragment, sequentially illuminating each of the plurality of migration paths, fluorescent labeling of the DNA fragment In a photo-detection type electrophoretic device comprising a photo-detection means for detecting light emitted from
The light detection means includes a line sensor or a two-dimensional sensor, the irradiation axis of the laser light incident from the side surface, and the read line of the line sensor or a predetermined read line of the two-dimensional sensor on the same plane. A photodetection-type electrophoretic device comprising means for rotating the light-receiving part in the photodetection means for setting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62155446A JPH0682097B2 (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Photo-detection electrophoresis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62155446A JPH0682097B2 (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Photo-detection electrophoresis device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH011937A JPH011937A (en) | 1989-01-06 |
| JPS641937A JPS641937A (en) | 1989-01-06 |
| JPH0682097B2 true JPH0682097B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=15606216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62155446A Expired - Lifetime JPH0682097B2 (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Photo-detection electrophoresis device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682097B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017207336A (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | アズビル株式会社 | Particle detector and inspection method for particle detector |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP62155446A patent/JPH0682097B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017207336A (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | アズビル株式会社 | Particle detector and inspection method for particle detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS641937A (en) | 1989-01-06 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |