【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はＤＮＡの塩基配列決定などに用いられる蛍光検
出型の電気泳動装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fluorescence detection type electrophoresis device used for DNA base sequencing.
従来、ＤＮＡの塩基配列決定は、放射性同位元素標識を
用いオートラジオグラフィーにより行なわれてきた。オ
ートラジオグラフィーは高感度な検出法であるが、取扱
いが面倒である。そこで。Conventionally, DNA base sequencing has been carried out by autoradiography using radioisotope labels. Autoradiography is a highly sensitive detection method, but it is cumbersome to handle. Therefore.
取扱いが簡単で自動処理にも適した蛍光Ｓ＋＊を用いる
方法が発達してきた。蛍光＃Ａｆｆｌを用いる方法では
、レーザー光源をＤＮＡ試料の照射光源として用い、泳
動中のゲル平面内にレーザービームを導入することによ
って高感度で高分離な実時間検出を達成している。レー
ザービームのゲル内への入射法として、現在主に次の２
つの方法が使われている。ひとつは、ゲル平面に対して
レーザービームを斜めに入射させ、ビームを泳動方向に
垂直で平面に平行な方向に周期的にスキャンさせて、複
数の泳動レーンを照射する方法である（ Ａｎａｌｙｔ
ｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、 Ｖｏｌ、６０． Ｎ
ａ６．３８１゜１９８８ ）、もうひとつは、ゲル平面
の側面から泳動方向と垂直にレーザービームを入射させ
、複数の泳動レーンを同時に照射する方法である（特開
昭６１−６２８４３号公報参照）。A method using fluorescent S+*, which is easy to handle and suitable for automatic processing, has been developed. In the method using fluorescence #Affl, a laser light source is used as a light source for irradiating the DNA sample, and a laser beam is introduced into the plane of the gel during migration, thereby achieving real-time detection with high sensitivity and high separation. At present, the following two methods are mainly used to introduce the laser beam into the gel.
Two methods are used. One method is to irradiate multiple migration lanes by making a laser beam obliquely incident on the gel plane and periodically scanning the beam in a direction perpendicular to the migration direction and parallel to the plane (Analyt
ical Chemistry, Vol. 60. N
a6.381°1988), and the other method is to irradiate a plurality of migration lanes simultaneously by injecting a laser beam from the side surface of the gel plane perpendicular to the migration direction (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-62843).
これらの蛍光検出を用いる方法のうち、後者は前者に比
べ、ひとつの泳動レーンでみて単位時間当りの照射光量
が大きく、検出感度を大きくとれる特徴がある。しかし
、後者の方法では次のような問題を生じる場合がある。Among these methods using fluorescence detection, the latter has a feature that, compared to the former, the amount of irradiation light per unit time in one electrophoresis lane is large, and the detection sensitivity can be increased. However, the latter method may cause the following problems.
後者の側面入射法では、高分離を達成するためにレーザ
ービームをレンズで絞ってゲル板の側面から入射させて
いる。その際、レーザービームの焦点はゲル板の中央付
近に設定しているので、その付近ではレーザービーム径
がゲルの厚みよりも小さくなる場合が生じ得る。一方、
泳動するＤＮＡ断片は、ゲルの厚み方向に沿って均一に
分布しない場合が時々あり、そのようなりＮＡ断片には
レーザービームがほとんど照射できないことが生じ得る
。その結果、ＤＮＡ断片の検出ピークがほとんど消失し
てしまい、配列決定に支障をきたすことになる。In the latter side-injection method, the laser beam is focused by a lens and is incident from the side of the gel plate in order to achieve high separation. At this time, since the focus of the laser beam is set near the center of the gel plate, the diameter of the laser beam may become smaller than the thickness of the gel in that area. on the other hand,
The migrating DNA fragments are sometimes not evenly distributed along the thickness of the gel, and as a result, the laser beam may hardly be able to irradiate the NA fragments. As a result, most of the detection peaks of the DNA fragments disappear, which poses a problem in sequencing.
本発明の目的は、上記原因によるＤＮＡ断片の検出ピー
クの消失が生じないレーザービーム照射系を構成し、高
分離でかつ高いＤＮＡ塩基配列決定精度を有した電気泳
動装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an electrophoresis apparatus that has a laser beam irradiation system that does not cause the disappearance of detection peaks of DNA fragments due to the above-mentioned causes, and has high separation and high DNA base sequencing accuracy.
上記目的を達成するために、本発明においては、泳動方
向のビーム径よりもそれに垂直な方向のビーム径の方が
大きくなるように、シリンドリカルレンズを用いてレー
ザービームの照射用光学系を構成することにより、ＤＮ
Ａ断片からの検出ピークの泳動方向への分離能は高く保
ち、かつゲル厚み方向のレーザービーム径が泳動板上の
全てのレーン上でゲルの厚みより大きくなるようなレー
ザービーム照射光学系を構成した。In order to achieve the above object, in the present invention, a laser beam irradiation optical system is configured using a cylindrical lens so that the beam diameter in the direction perpendicular to the migration direction is larger than the beam diameter in the migration direction. By this, D.N.
Construct a laser beam irradiation optical system that maintains a high resolution of the detection peak from the A fragment in the migration direction and that makes the laser beam diameter in the gel thickness direction larger than the gel thickness on all lanes on the migration plate. did.
より具体的には、（１）レーザービームの照射光学系を、長軸をゲル平面
に垂直に向けたシリンドリカル凸レンズで構成した。More specifically, (1) The laser beam irradiation optical system was composed of a cylindrical convex lens with its long axis oriented perpendicular to the gel plane.
（２）レーザービームの照射光学系を、長軸をゲル平面
に垂直に向けたシリンドリカル凸レンズと同じく長軸を
ゲル平面に垂直に向けたシリンドリカル凹レンズとで構
成した。(2) The laser beam irradiation optical system was composed of a cylindrical convex lens whose long axis was oriented perpendicular to the gel plane and a cylindrical concave lens whose long axis was oriented perpendicular to the gel plane.
（３）レーザービーム照射光学系を、凸レンズと長軸を
泳動方向に向けたシリンドリカル凹レンズとで構成した
。(3) The laser beam irradiation optical system was composed of a convex lens and a cylindrical concave lens with its long axis facing the electrophoresis direction.
（４）レーザービームの照射光学系を、凸レンズと長軸
を泳動方向に向けたシリンドル凹レンズ及び長軸をゲル
平面と垂直に向けたシリンドリカル凹レンズとから構成
した。(4) The laser beam irradiation optical system was composed of a convex lens, a cylindrical concave lens with its long axis oriented in the migration direction, and a cylindrical concave lens with its long axis oriented perpendicular to the gel plane.
（５）レーザービームの照射光学系を、凸レンズと凹レ
ンズと長軸を泳動方向に向けたシリンドリカル凹レンズ
とで構成した。(5) The laser beam irradiation optical system was composed of a convex lens, a concave lens, and a cylindrical concave lens with its long axis facing the migration direction.
以上の方法を用いることにより、ゲル厚み方向のレーザ
ービーム径を泳動板上の全てのレーン上でゲル厚みより
大きくすることが可能である。これは次のようにして達
成される。すなわち、■固有のレーザービーム径がゲル
の厚みより大きい場合には、上記（１）のように、長軸
をゲル平面に垂直に向けたシリンドリカル凸レンズによ
って泳動方向のみのレーザービーム径を縮小する。■固
有のレーザービーム径がゲル厚みよりも大きすぎて、そ
のままでは光量の損失層が大きい場合には、上記（３）
のように凸レンズと長軸を泳動方向に向けたシリンドリ
カル凹レンズを用いて、レーザービーム径を泳動方向に
は縮小し、泳動方向と垂直な方向にはゲル厚みと同程度
までに縮小する。By using the above method, it is possible to make the laser beam diameter in the gel thickness direction larger than the gel thickness on all lanes on the electrophoresis plate. This is accomplished as follows. That is, (2) when the inherent laser beam diameter is larger than the gel thickness, the laser beam diameter only in the electrophoresis direction is reduced by using a cylindrical convex lens with its long axis oriented perpendicular to the gel plane, as in (1) above. ■If the inherent laser beam diameter is too large than the gel thickness and the light amount loss layer is large, please refer to (3) above.
Using a convex lens and a cylindrical concave lens with its long axis facing the electrophoresis direction, the laser beam diameter is reduced in the electrophoresis direction, and in the direction perpendicular to the electrophoresis direction, to the same extent as the gel thickness.
上記（２）、（４）、（５）のように縮小されたビーム
径を一様にするために、補助的なシリンドリカルレンズ
を付は加えることもできる。In order to make the reduced beam diameter uniform as in (2), (4), and (5) above, an auxiliary cylindrical lens may be added.
以上の方法によって、泳動方向にはレーザービーム径を
縮小しつつ、ゲル平面に垂直な方向にはレーザービーム
径をゲル厚みより大きくすることができる。これらによ
って、泳動するＤＮ断片がゲル厚み方向に均一に分布し
ない場合が生じても、分離は高く保ちつつ、それらのＤ
ＮＡ断片を全てレーザービーム径内に含めることが可能
になり。By the above method, it is possible to reduce the laser beam diameter in the migration direction while making the laser beam diameter larger than the gel thickness in the direction perpendicular to the gel plane. As a result, even if the migrating DN fragments are not uniformly distributed in the gel thickness direction, their D
It becomes possible to include all NA fragments within the laser beam diameter.
ＤＮＡ断片の検出ピークの消失を防ぐことができる０以
上により、高分離でかつ高精度のＤＮＡ塩基配列決定の
実現が達成される。With a value of 0 or more that can prevent the disappearance of the detection peak of a DNA fragment, highly separated and highly accurate DNA base sequencing can be achieved.
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。ここ
ではレーザービーム照射用光学系として凸レンズとシリ
ンドリカル凹レンズを用いた場合の説明を行う、蛍光体
１例えばフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ
）によって蛍光標識されたＤＮＡ断片は、２枚の泳動パ
ネル２，２′によってはさまれた泳動分離用ゲル板１の
上部に載せられ、電界に引かれて下方に泳動する（電界
印加手段は図示省略しである）、ＦＩＴＣ：の励起極大
波長は４９０ｎｍであるから、ＤＮＡの照射用の光源と
してはアルゴンレーザー光源３（発源波長４８８ｎｍ）
を用いる。光源３からのレーザービームはミラー４で反
射され、凸レンズ５と長軸を泳動方向に向けたシリンド
リカル凹レンズ６をとおしてゲル板１の側面から水平に
ゲル板に平行に入射される。つまり、複数の泳動路は直
列に照射される。このレーザービーム照射光学系５゜６
によってレーザービームは泳動方向には絞られ、泳動板
と垂直な方向にはその径がゲル厚みより大きく保たれる
。各泳動路中を泳動するＤＮＡはレーザー照射部７を通
過するときに蛍光を発し、この蛍光はゲル板と直角方向
に蛍光像として放射される。この蛍光像は、フィルター
８を通して結像レンズ９によって検出器１０上に結像さ
れる。」受光信号は、コンピュータ１２によって制御さ
れるカメラコントローラエ１を通して、コンピュータ１
２で処理される。処理結果の出力はプロッター１３ある
いはＴＶモニター１４上に表示される。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Here, we will explain the case where a convex lens and a cylindrical concave lens are used as an optical system for laser beam irradiation.
) is placed on the top of the electrophoresis separation gel plate 1 sandwiched between the two electrophoresis panels 2 and 2', and is attracted by the electric field and migrates downward (the electric field application means (not shown) and FITC: have an excitation maximum wavelength of 490 nm, so argon laser light source 3 (emission wavelength: 488 nm) is used as a light source for DNA irradiation.
Use. A laser beam from a light source 3 is reflected by a mirror 4, and is incident horizontally and parallel to the gel plate 1 from the side surface of the gel plate 1 through a convex lens 5 and a cylindrical concave lens 6 whose long axis is oriented in the migration direction. That is, a plurality of migration paths are irradiated in series. This laser beam irradiation optical system 5゜6
The laser beam is focused in the migration direction, and its diameter is kept larger than the gel thickness in the direction perpendicular to the migration plate. The DNA migrating in each migration path emits fluorescence when passing through the laser irradiation section 7, and this fluorescence is emitted as a fluorescent image in a direction perpendicular to the gel plate. This fluorescent image passes through a filter 8 and is focused onto a detector 10 by an imaging lens 9. ”The light reception signal is sent to the computer 1 through the camera controller 1 controlled by the computer 12.
Processed in 2. The output of the processing results is displayed on the plotter 13 or TV monitor 14.
検出器１０には、イメージ増幅器付きのダイオードアレ
イを用いる。ＴＶモモ−ター上検出像１５を例示する。A diode array with an image amplifier is used as the detector 10. The detected image 15 on the TV motor is illustrated.
以下では、第２図によりレーザービーム照射光学系の詳
細を説明する。レーザービーム径はレーザーの種類、波
長、出力によるが、アルゴンレーザーを用い微弱な蛍光
検出に通常必要な１０ｍＷ程度の出力の場合、レーザー
ビーム径は１ ｍ ｍ程度である。一方、ＤＮＡのバン
ド幅とバンド間隔は３００塩基長のＤＮＡ断片を２５ｃ
ｍ泳動させたとき０．５ｍｍ程度であるから、隣合った
ＤＮＡバンドを分離して測定するには０．２〜０．３ｍ
ｍ以下の光学系分解能が必要である。１ｍｍ径のレーザ
ービームを焦点距離２５ｃｍの凸レンズ５で絞れば、焦
点付近の１０ｃｍの長とにわたってレーザービーム径が
０．２ｍｍ程度以内におさまるので上記の必要な光学的
分解能が達成される。Below, details of the laser beam irradiation optical system will be explained with reference to FIG. The laser beam diameter depends on the type, wavelength, and output of the laser, but when an argon laser is used and the output is about 10 mW, which is normally required for weak fluorescence detection, the laser beam diameter is about 1 mm. On the other hand, the band width and band interval of DNA are as follows:
Since the distance is about 0.5 mm when electrophoresed, 0.2 to 0.3 m is required to separate and measure adjacent DNA bands.
An optical system resolution of less than m is required. If a laser beam with a diameter of 1 mm is condensed by a convex lens 5 with a focal length of 25 cm, the laser beam diameter will be within about 0.2 mm over a length of 10 cm near the focal point, so the above-mentioned necessary optical resolution can be achieved.
ゲル厚みは、発熱量と試料添加のしやすさ等によって最
適値がある。長いＤＮＡ塩基配列を一度に決定できるた
めには、高速、すなわち高電圧の電気泳動が必要になり
、そのためには発熱量を少くするためにゲル厚みを薄く
した方がよい、しかしゲル厚みが薄すぎるとゲル作製や
ゲル上に試料を添加する際に困難が生じることになる。The gel thickness has an optimum value depending on the calorific value and ease of adding the sample. In order to be able to determine long DNA base sequences at once, high-speed, high-voltage electrophoresis is required, and for this purpose, it is better to reduce the thickness of the gel in order to reduce the amount of heat generated. If it is too large, it will be difficult to prepare the gel or add the sample onto the gel.
従って通常は０．２〜Ｑ 、 ４ ｍ ｍ程度のゲル厚
みが用いられている。そこでゲル厚みを０ 、３ ｍ
ｍとして考えると、上記の凸レンズ５によるゲル厚み方
向のレーザービームの収束の様子は第２図（ａ）のよう
になる、第２図（ａ）に示すように凸レンズ５によって
絞られたビームの焦点付近でビーム径がゲル厚みより小
さくなり（Ｑ、１ｍｍ程度）、ゲル厚み方向に沿ってゲ
ル中でレーザービームに照射されない領域１６が生じる
。何らかの原因でＤＮＡ断片がゲル厚み方向に沿って偏
在し、領域１６内にのみＤＮＡ断片が存在した場合、こ
れらのＤＮＡ断片にはレーザービームが照射されず。Therefore, a gel thickness of about 0.2 to Q, 4 mm is usually used. Therefore, the gel thickness was set to 0.3 m.
m, the convergence of the laser beam in the gel thickness direction by the convex lens 5 is as shown in Figure 2 (a). Near the focal point, the beam diameter becomes smaller than the gel thickness (Q, about 1 mm), and a region 16 that is not irradiated with the laser beam is created in the gel along the gel thickness direction. If for some reason the DNA fragments are unevenly distributed along the gel thickness direction and the DNA fragments are present only within the region 16, these DNA fragments will not be irradiated with the laser beam.
ＤＮＡ断片が存在するにもかかわらずＤＮＡ断片からの
蛍光が検出されないことになる。（ピークの消失）。か
かるピーク消失をさけるために、第２図（ｂ）、（ｃ）
に示すようにシリンドリカル凹レンズ６をそのレンズ長
軸を泳動方向に向けて凸レンズ５と泳動板と２，２′の
間に設置した。第２図（ｂ）は、泳動板と垂直な方向の
収束の様子を示し、第２図（ｃ）は泳動方向の収束の様
子を東作用は泳動方向にはないので、泳動方向には凸ン
ズ５によって収束されたレーザービームがそのままゲル
１中に入射される。これによって泳動方向の検出分解能
を高く保つことができる。一方、泳動板２，２′と垂直
な方向には、凸レンズ５によって収束されたレーザービ
ームはシリトリカル凹レンズ６によってゲル厚みである
０、３ｍｍ以上の径に保たれ、ゲル中に入射する。従っ
て、ゲル厚み方向に沿ってＤＮＡ断片が偏在した場合に
も、それらのＤＮＡ断片はレーザービームによって照射
され、前述したようなピーク消失を生じることがない。Fluorescence from the DNA fragments will not be detected even though the DNA fragments are present. (disappearance of peak). In order to avoid such peak disappearance, Fig. 2 (b) and (c)
As shown in the figure, a cylindrical concave lens 6 was placed between the convex lens 5 and the electrophoresis plate 2, 2' with its long axis facing the electrophoresis direction. Figure 2 (b) shows the state of convergence in the direction perpendicular to the migration plate, and Figure 2 (c) shows the state of convergence in the direction of migration, since the east effect is not in the direction of migration, so it is convex in the direction of migration. The laser beam focused by the lens 5 enters the gel 1 as it is. This makes it possible to maintain high detection resolution in the electrophoresis direction. On the other hand, in the direction perpendicular to the migration plates 2, 2', the laser beam focused by the convex lens 5 is maintained at a diameter of 0.3 mm or more, which is the thickness of the gel, by the concave silitoric lens 6, and enters the gel. Therefore, even if DNA fragments are unevenly distributed along the gel thickness direction, these DNA fragments are irradiated by the laser beam, and the peak disappearance as described above does not occur.
第３図に凸レンズ５のみを用いた場合＆、凸レンズ５と
シリンドリカル凹レンズ６を伴用した場合の測定結果を
示す。試料としてＭ Ｂ ｍ ｐ ８ベクターを用いた
４種（Ａ、Ｃ，Ｇ、Ｔ）の反応群を用いた。第３図（ａ
）中に示すように、４種のサンプルをＡ、Ｃ，Ｇ、Ｔの
順に８回繰りかえし並べてゲル上に添加し泳動検出を行
った。横軸は検出器のチャネル数で、泳動板の横方向の
座標を示す。縦軸は蛍光強度である０図中には１０分間
のデータを積算したものを表示した。第３図（ａ）は凸
レンズ５のみを用いた場合で、泳動開始後３０分のデー
タである。このように泳動初期にはピークの消失は生じ
ておらず、全てのレーンからの蛍光がほぼ−様な強さで
測定されている。しかし、第３図（ｂ）に示すように泳
動開始後１８０分のデータでは、泳動板の左側の半分で
ピークの消失が生じていることがわかる。この第３図（
ｂ）のデータを測定した直後に、凸レンズ５に加えてシ
リンドリカル凹レンズ６を設置して泳動検出した結果を
第３図（ｃ）に示す、このように、シリンドリカル凹レ
ンズを付設した場合にはピークの消失がなくなり、はぼ
−様なピーク強度が回復していることがわかる。FIG. 3 shows the measurement results when only the convex lens 5 was used and when the convex lens 5 and the cylindrical concave lens 6 were used together. Four reaction groups (A, C, G, and T) using the M B m p 8 vector were used as samples. Figure 3 (a
), four types of samples were repeatedly arranged in the order of A, C, G, and T eight times and added onto the gel for electrophoresis detection. The horizontal axis is the number of detector channels and indicates the horizontal coordinates of the electrophoresis plate. The vertical axis is the fluorescence intensity. In the figure, data obtained by integrating data for 10 minutes is displayed. FIG. 3(a) shows the case where only the convex lens 5 was used, and is data obtained 30 minutes after the start of electrophoresis. In this way, no peak disappears at the early stage of electrophoresis, and the fluorescence from all lanes is measured at approximately -like intensity. However, as shown in FIG. 3(b), the data 180 minutes after the start of electrophoresis shows that the peak disappears in the left half of the electrophoresis plate. This figure 3 (
Immediately after measuring the data in b), a cylindrical concave lens 6 was installed in addition to the convex lens 5 to detect electrophoresis. The results are shown in Figure 3 (c). It can be seen that the disappearance has disappeared and the hazy peak intensity has recovered.
泳動方向のレーザービーム径をより一様にするためには
、凸ンズ５とシリンドリカル凹レンズ６の光学系にさら
に第３のレンズを付は加えることが有効である。第４図
に、上記第３のレンズとしてシリンドリカル凹レンズ１
７を、その長軸（シリンドリカル軸）を泳動板と垂直方
向に向けてシリンドリカル凹レンズ６と泳動板２，２′
との間に設置した場合を示す、第５図には、上記第３の
レンズして凹レンズ１８をシリンドリカル凹レンズ５の
間に設置した場合を示す。それぞれの図で（ａＬ （ｂ
）はそれぞれ泳動板と垂直な方向、および泳動方向の収
束の様子を示す、第４図の場合は、凸レンズ５の側から
みて、１段目のシリンドリカル凹レンズ６によって泳動
板２，２′と垂直な方向のレーザービーム径をゲル厚み
以上に保持し、２段目のシリンドリカル凹レンズ１７に
よって泳動方向に０ 、２ ｍ ｍ程度の−様なレーザ
ービーム径を保持している。第６図の場合は、凸レンズ
５で絞られたレーザービームを、凹レンズ１８で０．２
ｍｍ程度の−様なビームにしたあとに。In order to make the laser beam diameter in the migration direction more uniform, it is effective to add a third lens to the optical system of the convex lens 5 and the cylindrical concave lens 6. In FIG. 4, a cylindrical concave lens 1 is shown as the third lens.
7, the cylindrical concave lens 6 and the electrophoresis plates 2, 2' with their long axis (cylindrical axis) perpendicular to the electrophoresis plate.
FIG. 5 shows a case where the concave lens 18 as the third lens is installed between the cylindrical concave lenses 5. In each figure (aL (b
) indicate the direction perpendicular to the electrophoresis plate and the convergence of the electrophoresis direction, respectively. In the case of FIG. The diameter of the laser beam in the direction is maintained to be greater than the thickness of the gel, and the diameter of the laser beam in the electrophoresis direction is maintained at a diameter of about 0.2 mm by the second stage cylindrical concave lens 17. In the case of Fig. 6, the laser beam focused by the convex lens 5 is 0.2
After making a -like beam of about mm.
シリンドリカル凹レンズ６によって、泳動板２゜２′と
垂直な方向にレーザービーム径を拡げている。The diameter of the laser beam is expanded by the cylindrical concave lens 6 in the direction perpendicular to the migration plate 2°2'.
レーザービームの出力が十分強く得られるとき、あるい
は、０ 、５ ｍ ｍ程度の細いレーザービーム径が得
られる場合には、次に示す方法が有効で、より簡単な光
学系を実現できる。これは第６図と第７図に示すように
、泳動板２，２′と垂直な方向に長軸をもつシリンドリ
カルレンズのみを使う方法である。第６図には、泳動板
２，２′と垂直な方向の長軸をもつシリンドリカル凸レ
ンズ１９のみの系を示し、第７図には、泳動方向のレー
ザービーム径をより一様にするために、泳動板２゜２′
と垂直な方向の長軸をもつシリンドリカル凸レンズ２０
とやはり同じ方向の長軸をもつシリンドリカル凹レンズ
２１とを組み合わせた系を示す。When a sufficiently strong laser beam output can be obtained, or when a narrow laser beam diameter of about 0.5 mm can be obtained, the following method is effective and a simpler optical system can be realized. As shown in FIGS. 6 and 7, this method uses only cylindrical lenses whose long axes are perpendicular to the migration plates 2 and 2'. FIG. 6 shows a system including only a cylindrical convex lens 19 whose long axis is perpendicular to the migration plates 2, 2', and FIG. , migration plate 2゜2'
A cylindrical convex lens 20 with a long axis perpendicular to
This shows a system in which a cylindrical concave lens 21 which also has a long axis in the same direction is combined.
これらの方法では、泳動板と垂直な方向には収束作用が
ないので、レーザービーム径が固有の大きさに保たれた
ままゲル側面に入射する。泳動方向には、シリンドリカ
ルレンズ系によって、０．２ｍｍ程度の大きさに絞られ
る。In these methods, since there is no focusing effect in the direction perpendicular to the electrophoresis plate, the laser beam diameter is maintained at a specific size and enters the side of the gel. In the migration direction, the size is narrowed to about 0.2 mm by a cylindrical lens system.
以上説明したように１本発明によれば、泳動方向のビー
ム径よりもそれに垂直な方向のビーム径の方が大きくな
るように、シリンドリカルレンズを用いてレーザービー
ムの照射用光学系を構成することにより、泳動方向には
レーザービームを絞り、かつ泳動板と垂直な方向へのレ
ーザービーム径を拡げ、好ましくはゲル厚みよりもレー
ザービーム径を大きくすることができ、結果として、泳
動方向への検出分解能を高く保ちつつ、ＤＮＡ断片のゲ
ル厚み方向への偏在に起因する検出ピークの消失を防ぐ
ことができる０以上により、高分離で精度の高いＤＮＡ
塩基配列決定を実現することができる。As explained above, according to the present invention, the optical system for irradiating the laser beam is configured using a cylindrical lens so that the beam diameter in the direction perpendicular to the migration direction is larger than the beam diameter in the migration direction. This makes it possible to focus the laser beam in the migration direction and expand the laser beam diameter in the direction perpendicular to the migration plate, preferably making the laser beam diameter larger than the gel thickness.As a result, detection in the migration direction While maintaining high resolution, it is possible to prevent the disappearance of detected peaks due to uneven distribution of DNA fragments in the gel thickness direction.
Base sequencing can be realized.
第１図は本発明の一実施例を示す、レーザービームの照
射用光学系として凸レンズとシリンドリカル凹レンズを
用いた蛍光検出型電気泳動装置の全体構成を示す概略図
である。第２図は、レーザービーム照射光学系として、
凸レンズのみの系（ａ）と凸レンズとシリンドリカル凹
レンズを組み合わせた系（ｂ）、（Ｇ）の収束の様子を
示した光路図である。第３図は、本発明による測定結果
の一例を示す曲線図である。第４図は、第２図（ｂ）、
（ｃ）の光学系にシリンドリカル凹レンズを加えた光学
系の、泳動板と垂直の方向（ａ）と泳動方向（ｂ）の収
束の様子を示した光路図である。第５図は、第２図（ｂ
）、（ｃ）の光学系に凹レンズを加えた光学系の、泳動
板と垂直な方向（ａ）と泳動方向（ｂ）の収束の様子を
示した光路図である。第６図は、シリンドリカル凸レン
ズのみを用いたレーザービーム照射光学系の、波動板と
垂直な方向（ａ）と泳動方向（ｂ）の収束の様子を示し
た光路図である。第７図は、シリンドリカル凸レンズと
シリンドリカル凹レンズを用いたレーザービーム照射光
学系の、泳動板と垂直な方向（ａ）と泳動方向（ｂ）の
収束の様子を示した光路図である。（符号の説明）１・・・泳動分離用ゲル板、２，２′・・・泳動板、３
・・・アルゴンレーザー光源、４・・・ミラー、５・・
・凸レンズ、６・・・シリンドリカル凹レンズ、７・・
・レーザー照射部、８・・・フィルター、９・・・結像
レンズ、１０・・・検出器、１１・・・コントローラー
１２・・・コンピューター １３・・・プロッター
１４・・・ＴＶモニタ１５・・・検出像、１６・・・レ
ーザービーム照射不可領域、１７・・・シリンドリカル
凹レンズ、１８・・・凹レンズ、１９・・・シリンドリ
カル凸レンズ、２０・・・シリンドリカル凸レンズ、２
１・・・シリンドリカル凹レンズ。ｔｂ）番３図−ｈネオ−１陣：ナヤわし荻（Ｉ２−）（久）ネ２図FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a fluorescence detection type electrophoresis device using a convex lens and a cylindrical concave lens as an optical system for laser beam irradiation, according to an embodiment of the present invention. Figure 2 shows the laser beam irradiation optical system.
FIG. 6 is an optical path diagram showing the state of convergence of a system (a) with only a convex lens, and systems (b) and (G) with a combination of a convex lens and a cylindrical concave lens. FIG. 3 is a curve diagram showing an example of measurement results according to the present invention. Figure 4 shows Figure 2(b),
FIG. 6 is an optical path diagram showing convergence in the direction (a) perpendicular to the electrophoresis plate and in the electrophoresis direction (b) of an optical system in which a cylindrical concave lens is added to the optical system of (c). Figure 5 is similar to Figure 2 (b
FIG. 4 is an optical path diagram showing the state of convergence in the direction (a) perpendicular to the electrophoresis plate and the electrophoresis direction (b) of an optical system in which a concave lens is added to the optical system of ) and (c). FIG. 6 is an optical path diagram showing the state of convergence in the direction (a) perpendicular to the wave plate and in the electrophoretic direction (b) of a laser beam irradiation optical system using only a cylindrical convex lens. FIG. 7 is an optical path diagram showing convergence in the direction (a) perpendicular to the migration plate and in the migration direction (b) of a laser beam irradiation optical system using a cylindrical convex lens and a cylindrical concave lens. (Explanation of symbols) 1... Gel plate for electrophoretic separation, 2, 2'... Electrophoresis plate, 3
...Argon laser light source, 4...Mirror, 5...
・Convex lens, 6... Cylindrical concave lens, 7...
・Laser irradiation unit, 8... Filter, 9... Imaging lens, 10... Detector, 11... Controller 12... Computer 13... Plotter
14... TV monitor 15... Detected image, 16... Laser beam non-irradiation area, 17... Cylindrical concave lens, 18... Concave lens, 19... Cylindrical convex lens, 20... Cylindrical convex lens, 2
1... Cylindrical concave lens. tb) Figure 3-h Neo-1st group: Naya Washi Ogi (I2-) (Ku) Figure 2
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221462AJPH0385439A (en) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | Fluorescence-detection type electrophoretic apparatus |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221462AJPH0385439A (en) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | Fluorescence-detection type electrophoretic apparatus |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0385439Atrue JPH0385439A (en) | 1991-04-10 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221462APendingJPH0385439A (en) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | Fluorescence-detection type electrophoretic apparatus |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0385439A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100437092C (en)* | 2006-11-16 | 2008-11-26 | 天津大学 | Method for detecting parallel light-excited solid fluorescence by vertical optical fibre |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100437092C (en)* | 2006-11-16 | 2008-11-26 | 天津大学 | Method for detecting parallel light-excited solid fluorescence by vertical optical fibre |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0284660B1 (en) | Apparatus for determining base sequence | |
| JP3559648B2 (en) | Capillary array electrophoresis device | |
| US4832815A (en) | Wavelength dispersion electrophoresis apparatus | |
| EP0488422B1 (en) | Apparatus for reading fluorescent-labelled gel electrophoresis patterns | |
| WO1997011362A1 (en) | Multi-capillary electrophoretic apparatus | |
| US5552322A (en) | DNA base sequencer | |
| EP0626578B1 (en) | Apparatus for gel electrophoresis | |
| WO1996025660A3 (en) | Method and apparatus for automated electrophoresis using light polarization detector | |
| US7029562B2 (en) | Capillary array electrophoresis apparatus | |
| JP2002296235A (en) | Capillary array and capillary array photodetector | |
| JPH1151900A (en) | Fluorescence detector | |
| JPH09243598A (en) | Multi-capillary DNA nucleotide sequencer | |
| JPH04223261A (en) | Reading device of fluorescent pattern | |
| JPS6151569A (en) | cell identification device | |
| JPH0385439A (en) | Fluorescence-detection type electrophoretic apparatus | |
| JPH01148946A (en) | Photodetection electrophoresis device | |
| JPH08105834A (en) | Fluorescence detection electrophoresis device | |
| JP4357399B2 (en) | Electrophoresis device | |
| JPH10132784A (en) | DNA base sequencer | |
| JPS63263458A (en) | Base sequencing device | |
| JPH0593711A (en) | Narrow-groove type electrophoresis device | |
| JPH02218941A (en) | Fluorescence detection type gel electrophoresis pattern analysis device | |
| JPH0572179A (en) | Two-dimensional fluorescence image detector for nucleic acids and proteins | |
| JP2000097908A (en) | Electrophoresis device | |
| JPH0425758A (en) | Method and device for reading fluorescent pattern |