(57)【要約】【課題】Ｍ種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯におけるＮ色検出によって，Ｍ種類の成分を検出する分析技術を提供する。【解決手段】４種類以上の複数種類の蛍光体を含むサンプルと，前記サンプルの電気泳動分析を行うためのキャピラリと，前記キャピラリにレーザビームを照射する光源と，前記レーザビームの照射によって前記キャピラリの発光点から発光される蛍光を集光する光学系と，前記光学系によって生成される前記の発光点の像を計測するセンサと，を備えるキャピラリ電気泳動装置において，前記センサがＲＧＢカラーセンサであることを特徴とする。【選択図】図１０
2020180983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４種類以上の複数種類の蛍光体を含むサンプルと，
前記サンプルの電気泳動分析を行うためのキャピラリと，
前記キャピラリにレーザビームを照射する光源と，
前記レーザビームの照射によって前記キャピラリの発光点から発光される蛍光を集光する光学系と，
前記光学系によって生成される前記の発光点の像を計測するセンサと，を備えるキャピラリ電気泳動装置において，
前記センサがＲＧＢカラーセンサであることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記電気泳動分析によって，前記サンプルのＤＮＡシーケンスを行うことを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記電気泳動分析によって，前記サンプルのＤＮＡフラグメント解析を行うことを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記サンプルの電気泳動分析時に得られる前記ＲＧＢカラーセンサの信号の時系列データと，
前記複数種類の蛍光体のそれぞれ単体の電気泳動分析で得られる前記ＲＧＢカラーセンサの信号の時系列データとを比較する工程が実行されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項５】
請求項１〜３いずれか１項に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記サンプルの電気泳動分析時に得られる前記ＲＧＢカラーセンサの信号の時系列データを，
前記複数種類の蛍光体のそれぞれ単体の電気泳動分析で得られる前記ＲＧＢカラーセンサの信号の時系列データの組み合わせで表現する工程が実行されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項６】
それぞれ４種類以上の複数種類の蛍光体を含む，複数種類のサンプルと，
前記複数種類サンプルの電気泳動分析を行うための複数本のキャピラリと，
前記複数本のキャピラリの被計測部が同一平面上に配列されたキャピラリアレイと，
前記キャピラリアレイにレーザビームを照射する光源と，
前記レーザビームの照射によって前記複数本のキャピラリの発光点から発光される蛍光を集光する光学系と，
前記光学系によって生成される前記複数の発光点からの蛍光の像を計測するエリアセンサと，を備えるキャピラリ電気泳動装置において，
前記エリアセンサがＲＧＢカラーセンサであることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項７】
請求項６に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記電気泳動分析によって，前記複数種類のサンプルのＤＮＡシーケンスを行うことを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項８】
請求項６に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記電気泳動分析によって，前記複数種類のサンプルのＤＮＡフラグメント解析を行うことを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項９】
請求項６〜８いずれか１項に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記複数種類のサンプルの電気泳動分析時に得られる前記ＲＧＢカラーセンサのそれぞれの信号の時系列データと，
前記複数種類の蛍光体のそれぞれ単体の電気泳動分析で得られる前記ＲＧＢカラーセンサの信号の時系列データとを比較する工程が実行されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１０】
請求項６〜８いずれか１項に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記複数種類のサンプルの電気泳動分析時に得られる前記ＲＧＢカラーセンサのそれぞれの信号の時系列データを，
前記複数種類の蛍光体のそれぞれ単体の電気泳動分析で得られる前記ＲＧＢカラーセンサの信号の時系列データの組み合わせで表現する工程が実行されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１１】
請求項６に記載のキャピラリ電気泳動装置において，
前記光学系が，前記複数本のキャピラリの発光点から発光される蛍光をそれぞれ個別に集光する複数個のレンズを含み，
前記個別に集光された複数の蛍光が前記ＲＧＢカラーセンサに直接入射されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，分析システム及び分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ，タンパク質，細胞，等々の生体試料を始めとする試料に含まれる複数種類の成分を複数種類の蛍光体で標識し（ただし，必ずしも１対１の対応ではない），複数種類の蛍光体からの発光蛍光を識別しながら検出することによって，複数種類の成分を分析する分析法が広く用いられている。そのような分析法として，例えば，クロマトグラフィー，ＤＮＡシーケンサ，ＤＮＡフラグメント解析，フローサイトメータ，ＰＣＲ，ＨＰＬＣ，ウェスタン・ノーザン・サザンブロット，顕微鏡観察等がある。
【０００３】
一般に，用いる複数種類の蛍光体の蛍光スペクトルは互いに重なりを有する（以下では，スペクトルオーバーラップと呼ぶ）。さらに，複数種類の蛍光体の蛍光発光が時間的あるいは空間的に互いに重なりを有する（以下では，時空間オーバーラップと呼ぶ）。上記の重なりがある状況において複数種類の蛍光体からの発光蛍光を識別しながら検出するための技術が必要である。
【０００４】
次に，電気泳動を用いたＤＮＡシーケンサを例にこの技術を説明する。電気泳動を用いたＤＮＡシーケンサは，１９８０年代のスラブ電気泳動から始まり，１９９０年代以降のキャピラリ電気泳動による手法へと変化しているが，上記の課題を解決する技術は基本的に変化がない。非特許文献１の図３は，スラブ電気泳動における手法である。なお，本技術はキャピラリ電気泳動でも用いられている。本技術の基本的な工程は，Ｍ≦Ｎを条件として，次の（１）〜（４）から構成される。
（１）Ｍ種類の蛍光体で標識されたＭ種類のＤＮＡ断片を含む試料を電気泳動で分離しながらレーザビームを照射することによって蛍光体を発光させ，Ｎ種類の波長帯でＮ色検出してＮ色蛍光強度の時系列データを取得する。
（２）時系列データ（１）の各時刻について色変換を施し，Ｍ種類の蛍光体，すなわちＭ種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データを取得する。
（３）時系列データ（２）の各時刻について，Ｍ種類の蛍光体の移動度の違いに基づく補正（以下では，移動度補正と呼ぶ）を施し，Ｍ種類の蛍光体，すなわちＭ種類のＤＮＡ断片の濃度の前記移動度補正された時系列データを取得する。
（４）時系列データ（３）に基づいて，ベースコールを行う。
【０００５】
上記（１）〜（４）を踏まえて，非特許文献１の図３を詳細に説明する。ここでは，Ｍ＝４，Ｎ＝４である。以下では，１つの電気泳動路を用いて１つのサンプルを分析する場合について説明する。複数の電気泳動路を用いて複数のサンプルを分析する場合は，以下を並列に行う。
【０００６】
まず，（１）を説明する。サンガー反応により，鋳型ＤＮＡに対する様々な長さのＤＮＡ断片のコピーを作製する際に，ＤＮＡ断片を、その末端の塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴに応じて４種類の蛍光体（以下では，簡単のため，これらの蛍光体をそれぞれＣ，Ａ，Ｇ，およびＴと呼ぶ）で標識する。当該蛍光体で標識されたＤＮＡ断片を電気泳動によって長さ分離しながら順番に，レーザビームをそれらに照射して蛍光体を発光させる。発光した蛍光を４種類の波長帯ｂ，ｇ，ｙ，およびｒ（各波長帯は，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの極大発光波長に合わせるのが良い）で検出する（以下、４色検出と呼ぶ）。これにより、それらの４色の蛍光強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｙ），およびＩ（ｒ）の時系列データが取得される。非特許文献１の図３Ａは，これらの時系列データであり（生データと呼ばれることもある），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｙ），およびＩ（ｒ）がそれぞれ青，緑，黒，および赤で示されている。
【０００７】
次に，（２）を説明する。各時刻における４色の蛍光強度は，式（１）のように，その時刻の４種類の蛍光体Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）によって表される。
【数１】
2020180983.tif 000003
ここで，４行４列の行列Ｗの要素ｗ（ＸＹ）は，スペクトルオーバーラップによって，蛍光体種Ｙ（Ｃ，Ａ，Ｇ，またはＴ）が波長帯Ｘ（ｂ，ｇ，ｙ，またはｒ）で検出される強度比率を表す。ｗ（ＸＹ）は，蛍光体種Ｙ（Ｃ，Ａ，Ｇ，またはＴ）および波長帯Ｘ（ｂ，ｇ，ｙ，またはｒ）の特性のみで決まる固定値であり，電気泳動中に変化しない。
【０００８】
したがって，各時刻における４種類の蛍光体の濃度は，式（２）のように，その時刻の４色の蛍光強度によって求められる。
【数２】
2020180983.tif 000004
このように，逆行列Ｗ−１を，４色の蛍光強度に乗じることによってスペクトルオーバーラップを解消する（以下では，この工程を色変換と呼ぶ）。これにより，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体濃度，すなわち末端が４種類の塩基のＤＮＡ断片の濃度の時系列データが取得される。
【０００９】
非特許文献１の図３Ｂはこの時系列データである。色変換は，時空間オーバーラップの有無を問わず実行可能である。図３Ｂに見られるように，同一時刻における複数種類の蛍光体濃度の存在が時空間オーバーラップの存在を示している。
【００１０】
非特許文献１の図３Ｃは，（１）〜（４）に該当しない工程であり，必ずしも必要がない工程である。図３Ｂの時系列データを，逆畳み込みによって個々のピーク，つまりＣ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体のいずれかで標識された単一の長さのＤＮＡ断片の濃度を表す信号に分離することにより，時空間オーバーラップが解消されている。
【００１１】
最後に，（３）および（４）を説明する。一般に，電気泳動によって，１塩基長ずつ異なる様々な長さのＤＮＡ断片がほぼ等間隔に分離される。しかし，ＤＮＡ断片に標識される蛍光体の影響によって移動度（電気泳動速度）が変化し，上記の等間隔が崩れることがある。そこで，標識される蛍光体の種類による移動度の大小関係を予め調べておき，それらの情報を元にして，非特許文献１の図３Ｂまたは図３Ｃの時系列データを補正する。これにより、１塩基長ずつ異なる様々な長さのＤＮＡ断片がほぼ等間隔に並んだ時系列データが取得される。非特許文献１の図３Ｄはこの時系列データである。青，緑，黒，および赤の各ピークはそれぞれ，末端塩基種がＣ，Ａ，Ｇ，およびＴの単一の長さのＤＮＡ断片の濃度を表し，これらが，１塩基ずつ長さが異なる順番で並んでいる。したがって，図３Ｄに示されている通り，上記末端塩基種を順番に記すことによってベースコールの結果を取得することができる。
【００１２】
また，以上の各工程の中で，あるいは各工程の前後において，時系列データに対するスムージング，ノイズフィルタリング，ベースライン除去等の処理が適宜行われることがある。
【００１３】
（２）の色変換の工程では，式（１）で表されているように，各時刻について，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の未知数を，ｂ，ｇ，ｙ，およびｒの４種類の蛍光検出強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｙ），およびＩ（ｒ）の既知数から構成される４元連立方程式を解くことで求めている。一般には，Ｍ種類の未知数をＮ元連立方程式で解くことに対応するため，上述の通り，Ｍ≦Ｎの条件が必要である。仮に，Ｍ＞Ｎであると，解を一意に求めることができないため（つまり，複数の解が存在し得るため），式（２）のように色変換を実行できない。
【００１４】
しかしながら，非特許文献２では，Ｍ＝４，Ｎ＝３のＭ＞Ｎの条件で電気泳動によるＤＮＡシーケンスに取り組んでいる。発光蛍光を３種類の波長帯ｂ，ｇ，およびｒで検出すると（以下、３色検出と呼ぶ），式（１）の各時刻における４色蛍光強度は，式（３）の各時刻における３色蛍光強度に置き換えられる。
【数３】
2020180983.tif 000005
このとき，行列Ｗは３行４列となり，その逆行列は存在しないため，式（２）のように，４種類の蛍光体の濃度を一意に求めることができない。上述の通り，一般には，Ｍ＞Ｎの条件下で解を求めることができないが，以下のように，前提条件を加えることによって解を求めることができるようになる。
【００１５】
まず，第一のステップでは，複数種類の蛍光体の時空間オーバーラップがない，つまり，一度に一種類の蛍光体のみが発光すると仮定する。このとき，各時刻において，３色の蛍光強度（Ｉ（ｂ）  Ｉ（ｇ）  Ｉ（ｒ））Ｔの比率と，行列Ｗの４つの各列（ｗ（ｂＹ）  ｗ（ｇＹ）  ｗ（ｒＹ））Ｔの比率が最も近くなるＹ（Ｃ，Ａ，Ｇ，またはＴ）を選定することができる。別な表現をすれば，式（３）において，１種類の蛍光体を選び，残り３種類の蛍光体の濃度をゼロとする，すなわち，（Ｄ（Ｃ）  Ｄ（Ａ）  Ｄ（Ｇ）  Ｄ（Ｔ））Ｔを，（Ｄ（Ｃ）  ０  ０  ０）Ｔ，（０  Ｄ（Ａ）  ０  ０）Ｔ，（０  ０  Ｄ（Ｇ）  ０）Ｔ，または（０  ０  ０  Ｄ（Ｔ））Ｔとしたときに，左辺と右辺の差が最も小さくなるＤ（Ｙ）（ＹはＣ，Ａ，Ｇ，またはＴ）をそれぞれ求める。その際の左辺と右辺の差が最も小さくなるＹ（Ｃ，Ａ，Ｇ，またはＴ）を選定することができる。ここで，左辺と右辺の差が，いずれの場合も十分に小さくならない場合は，次の第二のステップに進む。
【００１６】
第二のステップでは，一度に二種類の蛍光体のみが発光すると仮定する。今度は，式（３）において，２種類の蛍光体を選び，残り２種類の蛍光体の濃度をゼロとする，すなわち，（Ｄ（Ｃ）  Ｄ（Ａ）  Ｄ（Ｇ）  Ｄ（Ｔ））Ｔを，（Ｄ（Ｃ）  Ｄ（Ａ）  ０  ０）Ｔ，（Ｄ（Ｃ）  ０  Ｄ（Ｇ）  ０）Ｔ，（Ｄ（Ｃ）  ０  ０  Ｄ（Ｔ））Ｔ，（０  Ｄ（Ａ）  Ｄ（Ｇ）  ０）Ｔ，（０  Ｄ（Ａ）  ０  Ｄ（Ｔ））Ｔ，または（０  ０  Ｄ（Ｇ）  Ｄ（Ｔ））Ｔとしたときに，左辺と右辺の差が最も小さくなる２種類のＤ（Ｙ）（ＹはＣ，Ａ，Ｇ，またはＴ）をそれぞれ求める。その際の左辺と右辺の差が最も小さくなる２種類のＹ（Ｃ，Ａ，Ｇ，またはＴ）を選定することができる。
【００１７】
このようにして，非特許文献１における工程（２）と同様に，４種類の蛍光体，すなわち４種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データを取得する。その後，非特許文献１における工程（３），（４）と同等の工程を行い，ベースコールの結果を取得することができる。
【００１８】
非特許文献２における第一および第二のステップを実施するための条件，すなわち，一度に一種類または二種類の蛍光体のみが発光するという仮定が成立するためには，時空間オーバーラップが小さいこと，つまり，次の２つが成立している必要がある。
（ａ）４種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データにおいて，それぞれが単一の長さのＤＮＡ断片に由来する複数のピークがほぼ等間隔で並んでいること
（ｂ）４種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データにおいて，一塩基長さが異なるＤＮＡ断片に由来する隣り合う二つのピークの分離が良いこと
【００１９】
非特許文献２では，サンガー反応で用いる４種類のプライマーにそれぞれ異なる４種類の蛍光体を標識（正確には３種類の蛍光体の標識法を変更）し，かつＤＮＡ断片に標識される蛍光体の影響による移動度の差が十分に小さくなるようにしている。また，電気泳動分離性能が十分に高い条件となっている。これらの結果，上記の（ａ），（ｂ）が成立している３色の蛍光強度（Ｉ（ｂ）  Ｉ（ｇ）  Ｉ（ｒ））Ｔの時系列データが取得される（非特許文献２の図２上段）。また，これらの条件の下で，上記の第一および第二のステップを実施する。これにより，４種類の蛍光体，すなわち４種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データを取得し，ベースコールの結果を得ている（非特許文献２の図２下段）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｇｅｎｏｍｅ  Ｒｅｓ.  １９９８  Ｊｕｎ；８(６)：６４４−６５．
【非特許文献２】Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ．  １９９８  Ｊｕｎ;１９(８−９):１４０３−１４.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ＲＧＢカラーセンサは，人間の目が識別できる３原色に相当する，赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の波長帯をそれぞれ検出する３種類の画素が配列された２次元センサである。ＲＧＢカラーセンサは，一眼レフデジタルカメラ，コンパクトデジタルカメラだけではなく，近年はスマートフォンに搭載されるデジタルカメラに使用され，世界中で爆発的に普及するようになった。そのため，その性能が著しく向上するとともに，その価格も著しく低下している。したがって，ＲＧＢカラーセンサを，複数種類の蛍光体からの発光蛍光を識別しながら検出し，複数種類の成分を検出する分析法に応用することは極めて有用である。しかしながら，ＲＧＢカラーセンサは３色の検出しかできないため，４種類以上の蛍光体の発光蛍光を識別するには困難が伴う。上記で説明した通り，一般に，Ｍ種類の蛍光体の発光蛍光を識別するには，Ｍ種類の蛍光体がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップ有している場合，Ｍ≦Ｎの条件となるＮ種類の波長帯でＮ色検出を行う必要がある。
【００２２】
非特許文献２では，電気泳動を用いたＤＮＡシーケンサについて，Ｍ＝４種類の蛍光体の発光蛍光をＮ＝３色で検出する場合（つまり、Ｍ＞Ｎの場合）について，時空間オーバーラップに前提条件を設けることによって上記困難を解決している。その条件は，一度に一種類または二種類の蛍光体のみが蛍光発光すること，すなわち，上記の（ａ）および（ｂ）が成立することであった。
【００２３】
しかしながら，一般に上記の（ａ）および（ｂ）の条件が成立しないことが多い。非特許文献２の図２における３色の蛍光強度の時系列データ（上段）および４種類の蛍光体の濃度の時系列データ（下段）においても，アスタリクで示される領域では，電気泳動の分離性能が高いにも関わらず，コンプレッションと呼ばれる現象によって，それぞれが単一の長さのＤＮＡ断片に由来する３個以上のピークが密集している。これにより，上記の条件（ａ）が崩れ，正しいベースコールに至っていない。また，非特許文献２の図２の電気泳動の後段においては，電気泳動の分離性能が低下する。したがって，一塩基長さが異なるＤＮＡ断片に由来する隣り合う二つのピークの分離が不十分となり，上記の条件（ｂ）が崩れ，正しいベースコールに至っていない。
【００２４】
非特許文献２では，サンガー反応で用いる４種類のプライマーにそれぞれ異なる４種類の蛍光体を標識するプライマーラベル法を用いることで条件（ａ）を実現している。ところが，近年では，プライマーラベル法の代わりに，サンガー反応で用いる４種類のターミネーターにそれぞれ異なる４種類の蛍光体を標識するターミネーターラベル法が主として用いられている。プライマーラベル法では４種類のプライマーを用いたサンガー反応を別々に，つまり４つの異なるサンプルチューブ内で行う必要があったのに対して，ターミネーターラベル法では４種類のターミネーターを用いたサンガー反応を一緒に，つまり１つのサンプルチューブ内で行うことができる。したがって，ターミネーターラベル法は，サンガー反応を大幅に簡略化できる。
【００２５】
しかしながら，プライマーラベル法では４種類の蛍光体を標識したＤＮＡ断片の移動度の差が小さいのに対して，ターミネーターラベル法では４種類の蛍光体を標識したＤＮＡ断片の移動度の差が大きくなるため，条件（ａ）が必然的に成立しない。つまり，一種類または二種類の蛍光体のみが蛍光発光するとは限らず，三種類以上の蛍光体が一度に蛍光発光する場合が生じることがある。したがって，少なくともターミネーターラベル法を用いる場合，非特許文献２の手法によってＤＮＡシーケンスを行うことは困難である。
【００２６】
そこで、本発明は、Ｍ種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯におけるＮ色検出によって，Ｍ種類の成分を検出する分析技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
例えば、上記課題を解決するために、請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、Ｍ種類の蛍光体のいずれかで標識された複数の成分を含む試料をクロマトグラフィーにより分離し，前記複数の成分の少なくとも一部が完全には分離していない状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯で検出された蛍光信号の第１時系列データを取得する分析装置と，前記複数の成分の個々のモデル蛍光信号の第２時系列データを格納する記憶部と，前記第１時系列データと前記第２時系列データとを比較することにより，前記複数の成分のそれぞれがＭ種類の内のいずれの蛍光体で標識されたものであるかを決定する計算機と，を備える分析システムが提供される。
【００２８】
また，他の例によれば，Ｍ種類の蛍光体のいずれかで標識された複数の成分を含む試料をクロマトグラフィーにより分離し，前記複数の成分の少なくとも一部が完全には分離していない状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯で検出された蛍光信号の第１時系列データを取得する工程と，前記第１時系列データと，前記複数の成分の個々のモデル蛍光信号の第２時系列データとを比較することにより，前記複数の成分のそれぞれがＭ種類の内のいずれの蛍光体で標識されたものであるかを決定する工程と，を含む，分析方法が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、Ｍ種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している状態で，Ｍ＞Ｎであっても，Ｍ種類の成分を検出できる。なお、本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】モデルデータを用いた非特許文献１のＤＮＡシーケンス方法を示す図である。
【図２】モデルデータを用いた非特許文献２のＤＮＡシーケンス方法を示す図である。
【図３】実施例１に係るモデルデータを用いたＤＮＡシーケンス方法の一例を示す図である。
【図４】実施例１に係るモデルデータを用いたＤＮＡシーケンス方法の別の例を示す図である。
【図５】実施例１に係る処理工程とシステム構成図を示す図である。
【図６】実施例１に係る処理工程とシステム構成図を示す図である。
【図７】実施例２に係る処理工程とシステム構成図を示す図である。
【図８】実施例３に係る処理工程とシステム構成図を示す図である（Ｍ＝４，Ｎ＝３）。
【図９】実施例４に係る処理工程とシステム構成図を示す図である（Ｍ＝４，Ｎ＝２）。
【図１０】キャピラリ電気泳動装置の構成図である。
【図１１】マルチキャピラリ電気泳動装置の多色検出装置の構成図である。
【図１２】計算機の構成図である。
【図１３】図９〜１２に示す処理工程とシステム構成を用いて，ＤＮＡシーケンスを行った実施例５を示す。
【図１４】実施例５に係る，４種類の蛍光体で標識された単一の長さのＤＮＡ断片のモデルピークの２色蛍光強度の時系列データを示す図である。
【図１５】実施例５に係るＤＮＡシーケンスの工程を説明する図である。
【図１６】実施例５に係るＤＮＡシーケンスの工程を説明する図である。
【図１７】図１５（５）の各モデルピークについて，末端塩基種，フィッティング精度，およびＱＶ（クオリティーバリュー）を電気泳動時間順に纏めた図である。
【図１８】図１５（６）の各モデルピークについて，末端塩基種，フィッティング精度，およびＱＶを補正後の電気泳動時間順に纏めた図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００３２】
以下の実施例は，複数の蛍光体で標識された複数の成分を含む試料を，各蛍光を識別しながら検出することで各成分を分析する装置に関する。以下の実施例は，例えば，クロマトグラフィー，ＤＮＡシーケンサ，ＤＮＡフラグメント解析，フローサイトメータ，ＰＣＲ，ＨＰＬＣ，ウェスタン・ノーザン・サザンブロット，顕微鏡観察等の分野に適用可能である。
【００３３】
電気泳動によるＤＮＡシーケンスを行う場合について，非特許文献１及び２の内容を，図１から図４を用いてより詳細に説明する。
【００３４】
図１は，非特許文献１の方法を示す。図１（１）は，４種類の蛍光体Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの発光蛍光を４種類の波長帯ｂ，ｇ，ｙ，およびｒで４色検出することによって得られる４色蛍光強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｙ），およびＩ（ｒ）の時系列データを示す。当該図の横軸は時間であり，縦軸は蛍光強度である。
【００３５】
図１（Ｗ）は，行列Ｗの４行４列の要素ｗ（ＸＹ）を示す。例えば，４本の黒の棒グラフは，左から順に，ｗ（ｂＣ），ｗ（ｇＣ），ｗ（ｙＣ），およびｗ（ｒＣ）を示す。同様に，横縞の棒グラフは，ｗ（ＸＡ）（Ｘはｂ，ｇ，ｙ，およびｒ），斜縞の棒グラフはｗ（ＸＧ）（Ｘはｂ，ｇ，ｙ，およびｒ），チェックの棒グラフは，ｗ（ＸＴ）（Ｘはｂ，ｇ，ｙ，およびｒ）を示す。また，ｗ（ｂＹ），ｗ（ｇＹ），ｗ（ｙＹ），およびｗ（ｒＹ）は，ｗ（ｂＹ）＋ｗ（ｇＹ）＋ｗ（ｙＹ）＋ｗ（ｒＹ）＝１となるようにそれぞれ規格化されている（ＹはＣ，Ａ，Ｇ，またはＴ）。
【００３６】
行列Ｗ，および，その逆行列Ｗ−１は，具体的には，以下の通りである。
【数４】
2020180983.tif 000006
【００３７】
行列Ｗの逆行列Ｗ−１を，図１（１）の各時刻のＩ（ｂ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｙ），およびＩ（ｒ）に乗じることによって（すなわち色変換によって），図１（２）に示すように，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体，すなわち，末端が塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類のＤＮＡ断片の濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データが取得される。
【００３８】
図１（２）では，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４個のピークが得られている。それぞれのピークの頂点の高さ，すなわち濃度（任意単位）は，Ｄ（Ｃ）＝１００，Ｄ（Ａ）＝８０，Ｄ（Ｇ）＝９０，およびＤ（Ｔ）＝８０である。また，それぞれのピークの頂点の時刻（任意単位）は３０，５５，６０，および７５である。ＡのピークとＧのピークは互いに時空間オーバーラップが大きいが，色変換はこのような場合にも，それぞれの濃度を正しく求めることができる。
【００３９】
図１（３）は，図１（２）の結果に対して，予め調べてある標識される蛍光体の種類による移動度の差に基づいて，移動度補正を施して得られる４種類の蛍光体あるいはＤＮＡ断片の濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データである。具体的には，蛍光体Ａで標識されたＤＮＡ断片の移動度が，他の蛍光体で標識されたＤＮＡ断片の移動度に対して，時間幅（任意単位）１０だけ遅くなることが分かっているため，蛍光体Ａで標識されたＤＮＡ断片のピーク検出時間（任意単位）を１０だけ先行させる移動度補正を行っている。つまり，図１（２）におけるＡのピークの検出時間（任意単位）を５５から４５に修正している。この移動度補正の結果，１塩基長ずつ異なる様々な長さのＤＮＡ断片がほぼ等間隔に並んだ時系列データが取得される。
【００４０】
図１（４）は，図１（３）に基づいて行ったベースコールの結果である。各ピークが帰属するＤＮＡ断片の標識蛍光体種あるいは末端塩基種を時間順に読めば良い。
【００４１】
図２は，非特許文献２の方法を示す。図２（１）は，４種類の蛍光体Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの発光蛍光を３種類の波長帯ｂ，ｇ，およびｒで３色検出することによって得られる３色蛍光強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），およびＩ（ｒ）の時系列データを示す。
【００４２】
図２（１）は，図１（１）からＩ（ｙ）の時系列データのみを除いたものであり，Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），およびＩ（ｒ）の時系列データは両図で同一である。
【００４３】
図２（Ｗ）は，行列Ｗの３行４列の要素ｗ（ＸＹ）を示す。例えば，４本の黒の棒グラフは，左から順に，ｗ（ｂＣ），ｗ（ｇＣ），およびｗ（ｒＣ）を示す。同様に，横縞の棒グラフはｗ（ＸＡ）（Ｘはｂ，ｇ，およびｒ），斜縞の棒グラフはｗ（ＸＧ）（Ｘはｂ，ｇ，およびｒ），チェックの棒グラフはｗ（ＸＴ）（Ｘはｂ，ｇ，およびｒ）を示す。また，ｗ（ｂＹ），ｗ（ｇＹ），およびｗ（ｒＹ）は，ｗ（ｂＹ）＋ｗ（ｇＹ）＋ｗ（ｒＹ）＝１となるようにそれぞれ規格化されている（ＹはＣ，Ａ，Ｇ，またはＴ）。
【００４４】
行列Ｗは，具体的には，以下の通りである。
【数５】
2020180983.tif 000007
【００４５】
第一のステップとして，図２（Ｗ）を用いて，図２（１）で一度に一種類の蛍光体のみが発光する場合を考える。図２（１）において，左サイドおよび右サイドに観察される二つのピークは，３色蛍光強度（Ｉ（ｂ）  Ｉ（ｇ）  Ｉ（ｒ））Ｔの比率がそれぞれ（０．６３  ０．３１  ０．０６）Ｔおよび（０．１３  ０．２５  ０．６３）Ｔの比率と近いことから，それぞれＣおよびＴの単独ピークであると判断できる。これらＣおよびＴのピークの頂点の高さ，すなわち濃度（任意単位）は，Ｄ（Ｃ）＝１００，およびＤ（Ｔ）＝８０であり，それぞれのピークの頂点の時刻（任意単位）は３０，および７５となる。
【００４６】
一方，図２（１）の中央に観察されるピークは，３色蛍光強度（Ｉ（ｂ）  Ｉ（ｇ）  Ｉ（ｒ））Ｔの比率が（ｗ（ｂＹ）  ｗ（ｇＹ）  ｗ（ｒＹ））Ｔ（ＹはＣ，Ａ，Ｇ，またはＴ）のいずれの比率とも近くない。そこで，第二のステップとして，図２（Ｗ）を用いて，一度に二種類の蛍光体のみが発光する場合を考える。ここで、ＡおよびＧのピークが同時検出されるという解が導かれ得る。具体的には，ピークの頂点の高さ，すなわち濃度（任意単位）が，Ｄ（Ａ）＝８０，およびＤ（Ｇ）＝９０であり，それぞれのピークの頂点の時刻（任意単位）が５５，および５５とするとき，式（３）の左辺と右辺の差が小さくなり，図２（１）の中央に観察されるピークを説明できる。以上の結果より，図２（２）のＣ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体，すなわち，末端が塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類のＤＮＡ断片の濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データが取得される。
【００４７】
図２（３）は，図１（３）と同様に，移動度補正を行うことによって得られる４種類の蛍光体あるいはＤＮＡ断片の濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データである。Ａのピーク検出時間（任意単位）を１０だけ先行させ，５５から４５に修正する。さらに，ピーク間隔を揃えるために，Ｇのピーク検出時間（任意単位）を５だけ後退させ，５５から６０に修正する。結果として，図２（３）と図１（３）は同一となる。図２（４）は，図１と同様に行ったベースコールの結果であり，図１（４）と同一である。
【００４８】
一方で，図２は，図２（１）から図２（２）に至る工程が一通りに決まらないことを示している。第一のステップは上記と同じであるが，第二のステップで他の解が導かれ，図２（２）の代わりに図２（２）’が得られる。すなわち，ＡおよびＴのピークが同時検出されるという解が導かれ得る。具体的には，ピークの頂点の高さ，すなわち濃度（任意単位）が，Ｄ（Ａ）＝１０７，およびＤ（Ｇ）＝３４，それぞれのピークの頂点の時刻（任意単位）が５５，および５５とするとき，式（３）の左辺と右辺の差が小さくなり，図２（１）の中央に観察されるピークを説明できる。以上の結果より，図２（２）’のＣ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体，すなわち，末端が塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類のＤＮＡ断片の濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データが取得される。
【００４９】
ただし，図２（２）’では，Ｇは検出されず，Ｄ（Ｇ）＝０である。図２（３）’は，図１（３）と同様に，移動度補正を行うことによって得られる４種類の蛍光体あるいはＤＮＡ断片の濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データである。Ａのピーク検出時間（任意単位）を１０だけ先行させ，５５から４５に修正している。図２（４）’は，図２（３）’に基づいて行ったベースコールの結果である。同じ図２（１）と図２（Ｗ）を用いているにも関わらず，図２（２），図２（３），および図２（４）と，図２（２）’，図２（３）’，および図２（４）’は全く異なっており，異なるベースコール結果が導かれている。ここで用いているモデルデータでは，図１（４）に示されているベースコール結果が正解であるため，図２（４）は正しいベースコール結果であるが，図２（４）’は間違ったベースコール結果である。
【００５０】
したがって，非特許文献２の方法では同じ計測結果から複数の解が導かれる可能性があり，間違ったベースコール結果，一般には間違った分析結果を生じるリスクがある。
【００５１】
［実施例１］
図３は，実施例１に係るモデルデータを用いたＤＮＡシーケンス方法を示す図である。図３（１）は，４種類の蛍光体Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの発光蛍光を３種類の波長帯ｂ，ｇ，およびｒで３色検出することによって得られる３色蛍光強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），およびＩ（ｒ）の時系列データであり，図２（１）と同一である。
【００５２】
図３（５）は，蛍光体Ｃで標識された単一の長さのＤＮＡ断片が３色で検出されたときの，モデルピークの３色蛍光強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），およびＩ（ｒ）の時系列データである。図３（５）の縦軸は蛍光強度であり，横軸は時間である。図３（５）のデータは，蛍光体Ｃで標識された単一の長さのＤＮＡ断片が検出されたときの、３色蛍光（ｂ，ｇ，およびｒ）のモデルピーク間の蛍光強度比の時間的変化を表すデータである。ここで，各時刻における３色蛍光強度比は，式（６）の行列Ｗの（ｗ（ｂＣ）  ｗ（ｇＣ）  ｗ（ｒＣ））Ｔ＝（０．６３  ０．３１  ０．０６）Ｔになっている。同様に，図３（６），（７），および（８）は，蛍光体Ａ，Ｇ，およびＴで標識された単一の長さのＤＮＡ断片が３色で検出されたときの，モデルピークの３色蛍光強度Ｉ（ｂ），Ｉ（ｇ），およびＩ（ｒ）の時系列データである。図３（６），（７），および（８）における３色蛍光強度比は，それぞれ，（０．３３  ０．５６  ０．１１）Ｔ，（０．２７  ０．４０  ０．３３）Ｔ，（０．１３  ０．２５  ０．６３）Ｔになっている。
【００５３】
各モデルピークの形状は，ここではガウス分布とし，その分散は，実験で観察された単一の長さのＤＮＡ断片のそれと一致させている。なお，各モデルピークの形状は，この例に限定されず，他の構成でもよい。ここで，図３（５），（６），（７），および（８）を用いて，モデルピークの頂点の高さと時刻のみを変化させて，図３（１）の時系列データに対するフィッティング処理が行われる。フィッティング処理の一例を図３を用いて説明する。例えば，図３（１）のデータの左端からフィッティング処理が実行される。例えば，図３（５）の高さ（蛍光強度）及びガウス分布の中央値（電気泳動時間）を変動させ，図３（１）のデータとの誤差が所定の誤差よりも小さくなったときに，フィットしたと判定される。すなわち，ここでは，図３（１）のデータにおいて，蛍光強度と電気泳動時間が最も一致したところが探索される。なお，ガウス分布の幅を変化させながらフィッティングさせてもよい。図３（５）でフィットしない場合，他のデータ（図３（６），（７），および（８））または他のデータとの組み合わせでフィットするかが判定される。このように，図３（５），（６），（７），および（８）のいずれか，または，これらの組み合わせによって，図３（１）のデータに対するフィッティングが行われる。フィッティング処理における誤差が，例えば、図３（１）のピークの形状と、モデルピークの形状との差分によって算出されてよい。誤差の算出には、様々な公知の手法が適用されてよい。なお，効率化の観点から，フィッティングは，例えば，図３（１）のデータの端から順に行われることが好ましい。これは，ある蛍光のピークに対して隣接するピークの裾が漏れこむため，データの端からフィッティングを行った方が，隣接するピークの漏れこみも考慮してフィッティングを行うことができ，効率的となるためである。
【００５４】
図３（２）は，フィッティング処理を行った結果を示す。このとき，Ｃのピーク形状は，Ｉ（ｂ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｂＣ）＝１／０．６３＝１．５９倍した時系列データである。Ａのピーク形状は，Ｉ（ｇ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｇＡ）＝１／０．５６＝１．７９倍した時系列データである。Ｇのピーク形状は，Ｉ（ｇ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｇＧ）＝１／０．４０＝２．５０倍した時系列データである。Ｔのピーク形状は，Ｉ（ｒ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｒＴ）＝１／０．６３＝１．５９倍した時系列データである。
【００５５】
これらの結果，図３（２）は図１（２）と同一になった。以降の図３（３）および（４）を取得する方法は，図１（３）および（４）を取得する方法と同様である。本実施例によれば，図３（１）から図３（２）を導く工程が一意に決まるため，図３（４）に示す通り，正しいベースコール結果を取得できる。
【００５６】
図２の非特許文献２の方法では，図２（１）から図２（２）または図２（２）’を導く際に，式（６）に示される行列Ｗ，すなわち各蛍光体の発光蛍光の３色蛍光検出強度比のみを用いている。これに対して，図３で示す本実施例では，図３（１）から図３（２）を導く際，式（６）に示される行列Ｗ，すなわち各蛍光体の発光蛍光の３色蛍光検出強度比に加えて，各蛍光体の発光蛍光のピーク形状，すなわち時間的変化情報が用いられる。これらの違いが，解を一意に導けるか，すなわち正しいベースコール結果を得ることができるかどうかの差を生んでいる。
【００５７】
図４は，図３で実施している３色検出をさらに２色検出に絞った場合の例を示す。図４（１）は，４種類の蛍光体Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの発光蛍光を２種類の波長帯ｂおよびｒで２色検出することによって得られる２色蛍光強度Ｉ（ｂ）およびＩ（ｒ）の時系列データであり，図３（１）からＩ（ｇ）の時系列データを取り除いたものである。
【００５８】
図４（５）は，蛍光体Ｃで標識された単一の長さのＤＮＡ断片が２色で検出されたときの，モデルピークの２色蛍光強度Ｉ（ｂ）およびＩ（ｒ）の時系列データであり，図３（５）から，Ｉ（ｇ）の時系列データを取り除いたものである。同様に，図４（６），（７），および（８）は，蛍光体Ａ，Ｇ，およびＴで標識された単一の長さのＤＮＡ断片が２色で検出されたときの，モデルピークの２色蛍光強度Ｉ（ｂ）およびＩ（ｒ）の時系列データであり，図３（６），（７），および（８）から，Ｉ（ｇ）の時系列データをそれぞれ取り除いたものである。
【００５９】
ここで，図４（５），（６），（７），および（８）を用いて，モデルピークの頂点の高さと時刻のみを変化させて，図４（１）の時系列データに対するフィッティング処理が行われる。図４（２）は，フィッティング処理を行った結果を示す。このとき，Ｃのピーク形状は，Ｉ（ｂ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｂＣ）＝１／０．６３＝１．５９倍した時系列データである。Ａのピーク形状は，Ｉ（ｂ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｂＡ）＝１／０．３３＝３．０３倍した時系列データである。Ｇのピーク形状は，Ｉ（ｒ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｒＧ）＝１／０．３３＝３．０３倍した時系列データである。Ｔのピークは，Ｉ（ｒ）の時系列データの高さを１／ｗ（ｒＴ）＝１／０．６３＝１．５９倍した時系列データである。
【００６０】
これらの結果，図４（２）は図１（２）と同一になった。以降の図４（３）および（４）を取得する方法は，図１（３）および（４）を取得する方法と同様である。本実施例によれば，図４（１）から図４（２）を導く工程が一意に決まるため，図４（４）に示す通り，正しいベースコール結果を取得できる。
【００６１】
図５は，本実施例の処理工程とシステム構成を示している。実施例１に係るシステムは，分析装置５１０と，計算機５２０と，表示装置５３０とを備える。分析装置５１０は，例えば，液体クロマトグラフィー装置である。計算機５２０は、例えば、汎用のコンピュータを用いて実現されてもよい。計算機５２０の処理部は、コンピュータ上で実行されるプログラムの機能として実現されてもよい。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリなどの記憶部とを少なくとも備える。計算機５２０の処理は、各処理に対応するプログラムコードがメモリに格納され、プロセッサが各プログラムコードを実行することによって実現されてもよい。
【００６２】
この構成では，分析装置５１０は，Ｍ種類の蛍光体のいずれかで標識された複数の成分を含む試料をクロマトグラフィーにより分離し，前記複数の成分の少なくとも一部が完全には分離していない状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯で検出された蛍光信号の第１時系列データを取得する。蛍光信号の第１時系列データとは，以下で説明する，Ｍ色標識サンプルのＮ色検出時系列データ５１３に対応する。計算機５２０は記憶部（例えば，メモリ、ＨＤＤなど）を備え，記憶部は，前記複数の成分の個々のモデル蛍光信号の第２時系列データをあらかじめ格納している。複数の成分の個々のモデル蛍光信号の第２時系列データとは，以下で説明する，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１に対応する。計算機５２０は，前記第１時系列データと前記第２時系列データとを比較することにより，前記複数の成分のそれぞれがＭ種類の内のいずれの蛍光体で標識されたものであるかを決定する。表示装置５３０は，前記蛍光信号に寄与するＭ種類の蛍光体の濃度の第３時系列データを表示する。蛍光体の濃度の第３時系列データとは，以下で説明する，Ｍ色標識時系列データ５２３に対応する。以下，より具体的に上記の処理を説明する。
【００６３】
まず，Ｍ種類の蛍光体で標識された複数の成分を含む，Ｍ色標識サンプル５０１を分析装置５１０に投入する。次に，分析装置５１０において，サンプル５０１に含まれる複数の成分の分離分析処理５１１が行われる。分析装置５１０は，Ｍ種類の蛍光体の発光蛍光をＮ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯で検出（Ｎ色検出）し，Ｍ色標識サンプルのＮ色検出時系列データ（蛍光検出時系列データ）５１３を取得する。ここで，複数の成分は必ずしもすべてが良好に分離されていない。つまり，異なる蛍光体で標識された，異なる成分の一部が時空間オーバーラップした状態で蛍光検出される。分析装置５１０は，計算機５２０にＮ色検出時系列データ５１３を出力する。
【００６４】
次に，計算機５２０は，Ｎ色検出時系列データ５１３と，Ｍ種類の蛍光体のいずれかで標識された単一の成分のＮ色検出時系列データである，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１とを入力情報として取得する。各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１とは，例えば，図３（５），（６），（７），および（８）に相当するデータである。なお，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１は，あらかじめ第１データベース５４０に格納されている。
【００６５】
次に，計算機５２０は，Ｎ色検出時系列データ５１３と，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１との比較解析処理５２１を実行する。この結果，計算機５２０は，検出されたＭ種類の蛍光体の濃度，すなわちＭ種類の蛍光体で標識された成分の濃度の時系列データである，Ｍ色標識時系列データ５２３を取得する。Ｍ色標識時系列データ５２３とは，例えば，図３（２）に相当するデータである。最後に，表示装置５３０は，Ｍ色標識時系列データ５２３の表示処理５３１を行う。
【００６６】
図６は，図５の計算機５２０における比較解析を具体化した図である。計算機５２０は，比較解析として，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１を用いて，Ｎ色検出時系列データ５１３に対してフィッティング解析処理５２２を行う。この結果，計算機５２０は，Ｍ色標識時系列データ５２３と共に，Ｎ色検出時系列データ５４１とそのフィッティング結果との差分である，フィッティング誤差データ（あるいはフィッティング精度データ）５２４を取得する。表示装置５３０は，Ｍ色標識時系列データ５２３とフィッティング誤差データ５２４のいずれか，または両方の表示処理５３１を行う。
【００６７】
［実施例２］
図７は，本発明をＤＮＡ断片の電気泳動分析に適用した場合の処理工程とシステム構成を示す。分析対象となる複数の成分が，異なる長さ，または異なる組成の核酸断片であり，クロマトグラフィーが電気泳動であってもよい。
【００６８】
分析装置５１０は，電気泳動装置である。まず，Ｍ種類の蛍光体で標識された複数種類のＤＮＡ断片を含む，Ｍ色標識ＤＮＡサンプル５０２を分析装置５１０に投入する。次に，分析装置５１０において，ＤＮＡサンプルに含まれる複数種類のＤＮＡ断片の電気泳動分離分析処理５１２が行われる。分析装置５１０は，Ｍ種類の蛍光体の発光蛍光をＮ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯で検出（Ｎ色検出）し，Ｎ色検出時系列データ５１３を取得する。ここで，複数種類のＤＮＡ断片は必ずしもすべてが良好に分離されていない。つまり，異なる蛍光体で標識された，異なる種類のＤＮＡ断片の一部が時空間オーバーラップした状態で蛍光検出される。分析装置５１０は，計算機５２０にＮ色検出時系列データ５１３を出力する。
【００６９】
次に，計算機５２０は，Ｎ色検出時系列データ５１３と，Ｍ種類の蛍光体のいずれかで標識された単一種類のＤＮＡ断片のＮ色検出時系列データである，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１とを入力情報として取得する。次に，計算機５２０は，Ｎ色検出時系列データ５１３と，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１との比較解析を行う。具体的には，計算機５２０は，各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１を用いて，Ｎ色検出時系列データ５１３に対してフィッティング解析処理５２２を行う。この結果，計算機５２０は，検出されたＭ種類の蛍光体の濃度，すなわちＭ種類の蛍光体で標識されたＤＮＡ断片の濃度の時系列データである，Ｍ色標識時系列データ５２３を取得する。それと同時に，計算機５２０は，フィッティング誤差データ（あるいはフィッティング精度データ）５２４を取得する。
【００７０】
ここで，ＤＮＡ断片の電気泳動による移動度は，標識されるＭ種類の蛍光体により影響を受ける。そこで，計算機５２０は，その影響を低減するため，標識されるＭ種類の蛍光体による移動度の違いを示す，各Ｍ色標識の移動度差データ５５１を用いた処理を行う。各Ｍ色標識の移動度差データ５５１は，あらかじめ第２データベース５５０に格納されている。計算機５２０は，各Ｍ色標識の移動度差データ５５１を用いて，Ｍ色標識時系列データ５２３に対して移動度補正処理５２５を実行し，Ｍ色標識時系列データの移動度補正されたデータ（以下，補正データと呼ぶ）５２６を取得する。補正データ５２６とは，例えば，図３（３）に相当するデータである。
【００７１】
最後に，表示装置５３０は，Ｍ色標識時系列データ５２３，フィッティング誤差データ（あるいはフィッティング精度データ）５２４，補正データ５２６の，一部または全部の表示処理５３１を行う。
【００７２】
［実施例３］
図８は，本発明を電気泳動によるＤＮＡシーケンスに適用した場合の処理工程とシステム構成を示す。図８では，Ｎ＝３，Ｍ＝４である。分析装置５１０は，ＤＮＡシーケンサである。
【００７３】
まず，標的ＤＮＡを鋳型とするサンガー法によって調製された，４種類の末端塩基種に応じて４種類の蛍光体で標識された４種類のＤＮＡ断片を含む４色標識ＤＮＡシーケンスサンプル５０３を準備する。そして、４色標識ＤＮＡシーケンスサンプル５０３を分析装置５１０に投入する。次に，分析装置５１０において，ＤＮＡシーケンスサンプルに含まれる４種類のＤＮＡ断片の電気泳動分離分析処理５１２が行われる。分析装置５１０は，４種類の蛍光体の発光蛍光を３種類の波長帯で検出（３色検出）し，３色検出時系列データ５１３を取得する。ここで，４種類のＤＮＡ断片は必ずしもすべてが良好に分離されていない。つまり，異なる蛍光体で標識された，異なる長さのＤＮＡ断片の一部が時空間オーバーラップした状態で蛍光検出される。分析装置５１０は，計算機５２０に３色検出時系列データ５１３を出力する。
【００７４】
次に，計算機５２０は，３色検出時系列データ５１３と，４種類の蛍光体のいずれかで標識された単一長さのＤＮＡ断片の３色検出時系列データである，各４色標識の単一ピークの３色検出時系列データ５４１とを入力情報として取得する。各４色標識の単一ピークの３色検出時系列データ５４１は，あらかじめ第１データベース５４０に格納されている。計算機５２０は，３色検出時系列データ５１３と，各４色標識の単一ピークの３色検出時系列データ５４１との比較解析を行う。具体的には，計算機５２０は，各４色標識の単一ピークの３色検出時系列データ５４１を用いて，４色標識ＤＮＡシーケンスサンプルの３色検出時系列データ５１３に対してフィッティング解析処理５２２を行う。この結果，計算機５２０は，検出された４種類の蛍光体の濃度，すなわち４種類の蛍光体で標識された，末端塩基種が異なる４種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データである，４色標識時系列データ５２３を取得する。それと同時に，計算機５２０は，フィッティング誤差データ（あるいはフィッティング精度データ）５２４を取得する。
【００７５】
ここで，ＤＮＡ断片の電気泳動による移動度は，標識される４種類の蛍光体により影響を受ける。そこで，その影響を低減するため，標識される４種類の蛍光体による移動度の違いを示す，各４色標識の移動度差データ５５１を用いた処理を行う。各４色標識の移動度差データ５５１は，あらかじめ第２データベース５５０に格納されている。計算機５２０は，各４色標識の移動度差データ５５１を用いて，４色標識時系列データ５２３に対して移動度補正処理５２５を実行し，４色標識時系列データの補正データ（以下，補正データと呼ぶ）５２６を取得する。
【００７６】
さらに，計算機５２０は，補正データ５２６を用いてＤＮＡ塩基配列決定処理５２８を行う。一方で，計算機５２０は，フィッティング誤差データ（あるいはフィッティング精度データ）５２４を用いて，ＤＮＡ塩基配列決定した各塩基について塩基配列決定誤差データ（あるいは塩基配列決定精度データ）５２７を取得する。
【００７７】
最後に，表示装置５３０は，４色標識時系列データ５２３，フィッティング誤差データ（あるいはフィッティング精度データ）５２４，補正データ５２６，ＤＮＡ塩基配列決定結果，および塩基配列決定誤差データ（あるいは塩基配列決定精度データ）５２７の，一部または全部の表示処理５３１を行う。
【００７８】
［実施例４］
図９は，図８の構成をＮ＝２，Ｍ＝４の条件で置き換えた場合の処理工程とシステム構成を示す。処理工程及びシステム構成は図８と同様であるため，説明を省略する。
【００７９】
図１０は，分析装置５１０の例であるキャピラリ電気泳動装置の構成図である。キャピラリ電気泳動装置１００は，ＤＮＡシーケンサやＤＮＡフラグメント解析装置などとして用いられる。内部に電解質を含む電気泳動分離媒体を充填したキャピラリ１の試料注入端２および試料溶出端３が，それぞれ，陰極側電解質溶液４および陽極側電解質溶液５に浸される。また，陰電極６が陰極側電解質溶液４に浸され，陽電極７が陽極側電解質溶液５に浸される。高圧電源８によって陰電極６及び陽電極７間に高電圧を印加することで，電気泳動が行われる。
【００８０】
キャピラリ１への試料注入は，試料注入端２および陰電極６を試料溶液９に浸し，高圧電源８によって陰電極６及び陽電極７間に高電圧を短時間印加することで実施される。試料溶液９は，複数種類の蛍光体で標識された複数種類の成分を含む。試料注入後は，試料注入端２および陰電極６が再び陰極側電解質溶液４に浸され，陰電極６及び陽電極７間に高電圧を印加することで，電気泳動が行われる。
【００８１】
試料に含まれる負電荷を帯びた成分，例えばＤＮＡ断片は，キャピラリ１の中を，試料注入端２から試料溶出端３に向かって，矢印で示す電気泳動方向１０に電気泳動される。電気泳動による移動度の違いにより，試料溶液９に含まれる複数種類の成分は徐々に分離される。キャピラリ１上の一定距離だけ電気泳動された位置（レーザビーム照射位置１５）に，レーザ光源１１から出射されたレーザビーム１２が照射される。レーザビーム照射位置１５を順次通過する成分に標識された複数種類の蛍光体による蛍光１３の発光を促す。電気泳動に伴って時間変化する蛍光１３は，複数種類の波長帯で光検出を行う多色検出装置１４によって計測される。図１０ではキャピラリ１が１本のみ描かれているが，複数本のキャピラリ１を用いて電気泳動分析を並列して行うマルチキャピラリ電気泳動装置が用いられてもよい。
【００８２】
図１１は，マルチキャピラリ電気泳動装置の多色検出装置の例を示す。複数本のキャピラリ１のレーザビーム照射位置１５が、同一平面上に等間隔で並べられている。図１１の左図は複数本のキャピラリ１の長軸に垂直な断面図であり，図１１の右図は任意のキャピラリ１の長軸に平行な断面図である。
【００８３】
レーザビーム１２が，複数本のキャピラリ１の配列平面に沿って照射される。これにより，レーザビーム１２によって，複数本のキャピラリ１が同時に照射される。各キャピラリ１から発光される蛍光１３は，個別のレンズ１６によってそれぞれ並列に集光される。集光された各光束は，２次元カラーセンサ１７に直接入射する。２次元カラーセンサ１７は，３種類の波長帯で３色検出を行うことが可能なＲＧＢカラーセンサである。各キャピラリ１から発光される蛍光１３は，２次元カラーセンサ１７上の異なる位置にスポットを形成するため，それぞれを独立に３色で検出することができる。
【００８４】
図１２は，計算機５２０の構成例を示す。図５〜９で示したように，計算機５２０は分析装置５１０に接続されている。計算機５２０は，図５〜９で説明したデータ解析だけでなく，分析装置５１０の制御も行ってもよい。図５〜９では，表示装置５３０およびデータベース５４０，５５０が計算機５２０の外部に描かれているが，これらが計算機５２０に含まれてもよい。
【００８５】
計算機５２０は，ＣＰＵ（プロセッサ）１２０１と，メモリ１２０２と，表示部１２０３と，ＨＤＤ１２０４と，入力部１２０５と，ネットワークインターフェース（ＮＩＦ）１２０６とを備える。表示部１２０３は，例えばディスプレイであり，表示装置５３０として使用されてもよい。入力部１２０５は，例えばキーボードやマウスなどの入力装置である。ユーザは，入力部１２０５を介して，データ解析の条件設定及び分析装置５１０の制御条件設定を行うことができる。分析装置５１０から出力されるＮ色検出時系列データ５１３は，順次メモリ１２０２に格納される。
【００８６】
ＨＤＤ１２０４は，データベース５４０，５５０を含んでもよい。また，ＨＤＤ１２０４は，計算機５２０のフィッティング解析処理，移動度補正処理，およびＤＮＡ塩基配列決定処理などの行うためのプログラムを含んでよい。計算機５２０の処理は，各処理に対応するプログラムコードがメモリ１２０２に格納され、ＣＰＵ１２０１が各プログラムコードを実行することによって実現されてもよい。
【００８７】
例えば，ＨＤＤ１２０４に格納されている各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１がメモリ１２０２に格納され，ＣＰＵ１２０１は，Ｎ色検出時系列データ５１３と各Ｍ色標識の単一ピークのＮ色検出時系列データ５４１を用いて比較解析処理を実行する。表示部１２０３は，解析結果を表示する。なお，解析結果が，ＮＩＦ１２０６を介してネットワーク上の情報と照合されてもよい。
【００８８】
［実施例５］
図１３〜１８は，図９〜１２に示す処理工程とシステム構成を用いて，ＤＮＡシーケンスを行った実施例を示す。
【００８９】
４色標識ＤＮＡシーケンスサンプルとして，３５００／３５００ｘＬ  Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，  ＢｉｇＤｙｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ  ｖ３．１（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を３００μＬのホルムアミドで溶かしたものを使用した。このサンプルは，４種類の蛍光体ｄＲＯＸ（極大発光波長６１８  ｎｍ），ｄＲ６Ｇ（同５６８  ｎｍ），ｄＲ１１０（５４１  ｎｍ），およびｄＴＡＭＲＡ（同５９５  ｎｍ）でそれぞれ標識されている末端塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類のＤＮＡ断片を含んでいる。
【００９０】
キャピラリ１は４本あり，それぞれ外径３６０μｍ，内径５０μｍ，全長５６ｃｍ，有効長３６ｃｍである。電気泳動分離媒体には，ポリマ溶液であるＰＯＰ−７（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いた。電気泳動時には，キャピラリ１を６０℃に調節し，電界強度は１８２  Ｖ／ｃｍとした。試料注入は，電界強度２７  Ｖ／ｃｍで８秒間の電界注入により行った。レーザビーム１２は，波長５０５ｎｍ，出力２０ｍＷとした。レンズ１６と２次元カラーセンサの間に，レーザビーム１２を遮断するためのロングパスフィルタを用いた。
【００９１】
図１３（１）は，図４（１）に対応するもので，電気泳動に伴って，４本の内の１本のキャピラリ１から発光した蛍光１３をＲＧＢカラーセンサで検出して得られた２色検出時系列データである。本実施例で用いているＲＧＢカラーセンサは，Ｒ（赤），Ｇ（緑），およびＢ（青）に対応する３種類の波長帯ｒ，ｇ，ｂで３色検出を行うことができるが，上記４種類の蛍光体の発光蛍光はいずれも，ｂの波長帯ではほとんど検出されず，ｒおよびｇの波長帯でのみ検出された。そのため，図１３（１）は，これら２色の蛍光強度Ｉ（ｒ）およびＩ（ｇ）の時系列を示している。横軸は電気泳動開始から経過した時間（電気泳動時間）を秒の単位で示し，縦軸は蛍光強度を任意単位で示している。
【００９２】
図１４（１）は，図４（５）に対応するもので，蛍光体ｄＲＯＸで標識された単一の長さの末端塩基種ＣのＤＮＡ断片が２色検出されたときの，モデルピークの２色蛍光強度Ｉ（ｇ）およびＩ（ｒ）の時系列データである。ここで，各時刻における２色蛍光強度比は，（ｗ（ｇＣ）  ｗ（ｒＣ））Ｔ＝（０．０２  ０．９８）Ｔになっている。同様に，図１４（２）は，図４（６）に対応するもので，蛍光体ｄＲ６Ｇで標識された単一の長さの末端塩基種ＡのＤＮＡ断片が２色検出されたときの，モデルピークの２色蛍光強度Ｉ（ｇ）およびＩ（ｒ）の時系列データである。２色蛍光強度比は，（ｗ（ｇＡ）  ｗ（ｒＡ））Ｔ＝（０．５０  ０．５０）Ｔになっている。図１４（３）は，図４（７）に対応するもので，蛍光体ｄＲ１１０で標識された単一の長さの末端塩基種ＧのＤＮＡ断片が２色検出されたときの，モデルピークの２色蛍光強度Ｉ（ｇ）およびＩ（ｒ）の時系列データである。２色蛍光強度比は，（ｗ（ｇＧ）  ｗ（ｒＧ））Ｔ＝（０．７１  ０．２９）Ｔ，になっている。図１４（４）は，図４（８）に対応するもので，蛍光体ｄＴＡＭＲＡで標識された単一の長さの末端塩基種ＴのＤＮＡ断片が２色検出されたときの，モデルピークの２色蛍光強度Ｉ（ｇ）およびＩ（ｒ）の時系列データである。２色蛍光強度比は，（ｗ（ｇＴ）  ｗ（ｒＴ））Ｔ＝（０．１６  ０．８４）Ｔ，になっている。各モデルピークの形状は，ガウス分布とし，オフセットはゼロ，標準偏差を１秒とした。これは，本電気泳動条件で計測される単一の長さのＤＮＡ断片のピークの形状に合わせた結果である。
【００９３】
図１４（１）から（４）に示す４種類のモデルピークの２色検出時系列データを順次，図１３（１）の電気泳動分析で得られた２色検出時系列データに対してフィッティングした。フィッティングでは，ガウス分布の２色蛍光強度比および標準偏差を保ったまま，ガウス分布の中央値（電気泳動時間）と高さ（蛍光強度）のみを変動させ，２色検出時系列データとの誤差が最小になるように中央値と高さを決定した。
【００９４】
図１３（２）は，図１３（１）の一番左に観察されるｇのピークに対して，図１４（３）のＧ（ｄＲ１１０）のモデルピークを精度良くフィッティングした結果である。図１３（３）は，図１３（１）の上記のｇのピークの右隣のｒのピークに対して，図１４（４）のＴ（ｄＴＡＭＲＡ）のモデルピークを精度良くフィッティングした結果である。図１３（４）は，図１３（１）の上記のｒのピークの右隣のｒのピークに対して，図１４（４）のＣ（ｄＲＯＸ）のモデルピークを精度良くフィッティングした結果である。図１３（５）は，図１３（２），（３）および（４）の重ね合わせた２色検出時系列データ，すなわち図１３（２），（３）および（４）のＩ（ｇ）およびＩ（ｒ）を合算した時系列データである。図１３（５）は，図１３（１）の対応する部分を忠実に再現できている。
【００９５】
フィッティングの誤差および精度を次のように評価した。フィッティング誤差は，フィッティングしたモデルピークの頂点の時刻を中央とする２秒幅（ガウス分布の標準偏差の２倍）の区間における，フィッティングしたモデルピークと実測された２色検出時系列データとの差の標準偏差を，モデルピークの頂点の時刻における実測された２色検出蛍光強度の大きい方の値で除して求めた。また，フィッティング精度は，１からフィッティング誤差を差し引いたものとした。フィッティング精度は，フィッティングと実測が完全一致したときに１００％となり，乖離の増大に伴って減少し，実測された２色検出蛍光強度の大きい方の値と同程度以上に乖離すると０％となるようにした。本実施例では，以上のようにフィッティング誤差および精度を定義したが，これ以外の定義でももちろん構わない。
【００９６】
図１３（３）のＴのモデルピークの単独のフィッティング精度はわずか４３．４１％であったが，図１３（５）のＧ，Ｔ，およびＣのモデルピークを重ね合わせた際のＴのモデルピークのフィッティング精度は９５．５６％に及んだ。これはつまり，時空間オーバーラップが存在する場合には，単一のモデルピークだけでフィッティングするよりも，共存する前後のモデルピークと一緒にフィッティングすることが重要であることを意味している。
【００９７】
同様に，図１３（１）のすべてのｇおよびｒのピークに対して，図１４（１）から（４）に示す４種類のモデルピークの２色検出時系列データを順次，フィッティングさせた。図１３（６）は，上記のフィッティングした個々のモデルピークを重ね合わせた２色検出時系列データである。図１３（６）は，図１３（１）の全体を忠実に再現できている。
【００９８】
図１５（１）は，図１３（２）のＩ（ｇ）とＩ（ｒ）を合算したものであり，蛍光体ｄＲ１１０の濃度，すなわち末端塩基種ＧのＤＮＡ断片の濃度の時系列データを示したものである。図１５（２）は，図１３（３）のＩ（ｇ）とＩ（ｒ）を合算したものであり，蛍光体ｄＴＡＭＲＡの濃度，すなわち末端塩基種ＴのＤＮＡ断片の濃度の時系列データを示したものである。図１５（３）は，図１３（４）のＩ（ｇ）とＩ（ｒ）を合算し，蛍光体ｄＲＯＸの濃度，すなわち末端塩基種ＣのＤＮＡ断片の濃度の時系列データを示したものである。同様に，図１５（５）は，図１３（６）のフィッティングした個々のモデルピークに関する，末端塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴのＤＮＡ断片の濃度の時系列データを示したものである。
【００９９】
図１７は，図１５（５）の各モデルピークについて，末端塩基種，フィッティング精度，およびＱＶ（クオリティーバリュー）を電気泳動時間順に纏めたものである。ここで，ＱＶはフィッティング精度をＳとするとき，ＱＶ＝−１０＊Ｌｏｇ（１−Ｓ）で求められる。電気泳動時間１１００秒から１３００秒の２００秒間の間に，７６個の一塩基ずつ長さが異なるＤＮＡ断片が計測され，それぞれの末端塩基種を同定できている。フィッティング精度は平均９４．７２％，ＱＶは平均１３．９５であり，高精度なフィッティングを実現できている。なお，計算機５２０が，図１７のデータを算出し，表示装置５３０が，図１７のデータを表示してもよい。
【０１００】
図１５（６）は，図１５（５）に対して，上記の４種類の蛍光体の違いによる移動度の差に基づいて移動度補正を施して得られた，末端塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴのＤＮＡ断片の濃度の時系列データの補正データである。具体的には，図１５（５）の末端塩基種Ｇのモデルピークの中央値の電気泳動時間を１．６秒だけ後退させ，図１５（５）の末端塩基種Ｔのモデルピークの中央値の電気泳動時間を１．１秒だけ前進させ，末端塩基種ＣおよびＡのモデルピークについては補正しなかった。以上の結果，一塩基ずつ長さの異なるＤＮＡ断片のピークが，短い順に，ほぼ等間隔に並んだ。特徴的なのは，図１５（５）では，蛍光体の違いによる移動度の差による影響により，末端塩基種Ｇと末端塩基種ＴのＤＮＡ断片が逆転して（つまり，長いＤＮＡ断片が短いＤＮＡ断片を追い越して）計測されているが，図１５（６）ではそれが見事に補正されていることである。
【０１０１】
図１８は，図１５（６）の各モデルピークについて，末端塩基種，フィッティング精度，およびＱＶを補正後の電気泳動時間順に纏めたものである。図１８は，図１７を並び替えたものであり，用いている数値は同じである。図１８の末端塩基種の並びはＤＮＡシーケンス結果（ベースコール結果）を与える。各塩基のフィッティング精度およびＱＶは，塩基配列決定の精度と相関する指標であるが，同じものではない。一般には，フィッティング精度よりも塩基配列決定精度の方が大きくなると期待される。実際，このＤＮＡシーケンス結果は１００％正しいものであった。なお，計算機５２０が，図１８のデータを算出し，表示装置５３０が，図１８のデータを表示してもよい。
【０１０２】
図１６は，本実施例のＤＮＡシーケンスの工程を纏めたものである。図１６（１）は，図１５（１）と同じであり，電気泳動分析で得られた２色検出時系列データであり，図４（１）に対応する。図１６（２）は，図１５（５）と同じであり，末端塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴのＤＮＡ断片の濃度の時系列データであり，図４（２）に対応する。図１６（３）は，図１５（６）と同じであり，末端塩基種Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴのＤＮＡ断片の濃度の時系列データに対して移動度補正を施した補正データであり，図４（３）に対応する。最後に，図１６（４）は，図１６（３）の結果に基づいて，ベースコールを行った結果であり，図４（４）に対応する。図１６（４）のベースコール結果は，標的ＤＮＡの塩基配列と一致している。
【０１０３】
以上の実施例１〜５の手段及び効果について纏める。上述の実施例によれば，Ｍ種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯におけるＮ色検出によって，Ｍ種類の成分を識別して検出する分析法を提供することができる。以下，非特許文献２に倣い，電気泳動を用いたＤＮＡシーケンサについて，Ｍ＝４種類の蛍光体の発光蛍光をＮ＝３色検出する手段について説明する。
【０１０４】
分析装置５１０は，４種類の蛍光体Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの発光蛍光を３種類の波長帯ｂ，ｇ，およびｒで３色検出する。各時刻について式（３）の３色蛍光強度を得るところまでは非特許文献２と同様である。ここで，計算機５２０のＨＤＤ（記憶部）１２０４は，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの４種類の蛍光体のいずれかで標識された単一の長さのＤＮＡ断片が３色検出されたときの４種類の時系列データ，すなわち４種類のモデルピークデータを格納している。蛍光体Ｙ（Ｃ，Ａ，Ｇ，またはＴ）で標識されたＤＮＡ断片のモデルピークデータの３色蛍光強度比は，（ｗ（ｂＹ）  ｗ（ｇＹ）  ｗ（ｒＹ））Ｔになっている。つまり，モデルピークデータは行列Ｗと同等の情報を内包する。それに加えてモデルピークデータは，ピークの形，すなわち時間変化情報を内包している。
【０１０５】
非特許文献２では，各時刻について，行列Ｗを用いて蛍光発光している一種類または二種類の蛍光体を選定し，それらの濃度を求めていた。これに対して，上述の実施例では，計算機５２０は，式（３）で示される３色蛍光強度の時系列データに対して，４種類のモデルピークデータを用いてフィッティング解析処理を実行する。４種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している場合でも，計算機５２０はフィッティング解析処理を実行可能である。例えば，一度に３種類以上の蛍光体が蛍光発光しても構わない。フィッティング結果を構成するＣ，Ａ，Ｇ，およびＴのモデルピークデータの集合は，Ｃ，Ａ，Ｇ，およびＴの濃度Ｄ（Ｃ），Ｄ（Ａ），Ｄ（Ｇ），およびＤ（Ｔ）の時系列データを表す。つまり，色変換を行っていないにも関わらず，３色蛍光強度の時系列データを用いて，非特許文献１における式（２）に相当する４種類の蛍光体濃度，すなわち４塩基種濃度の時系列データを取得できる。上述の実施例は，非特許文献２と異なり，４種類の蛍光体濃度の時間変化の情報を活用していることが大きな特徴である。その後，計算機５２０は，非特許文献１における工程（３）（４）と同等の工程を行い，ベースコールの結果を取得することができる。
【０１０６】
上述の実施例によれば，Ｍ種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している状態で，Ｎ種類（Ｍ＞Ｎ）の波長帯でＮ色検出によって得られるＮ色蛍光強度の時系列データに対して，Ｍ種類の蛍光体のモデルピークデータを用いてフィッティングを行うことによって，Ｍ種類の蛍光体の濃度の時系列データ，すなわちＭ種類の成分を分析することが可能である。
【０１０７】
Ｍ種類の蛍光体からの発光蛍光がスペクトルオーバーラップと時空間オーバーラップを有している状態で，Ｎ種類の波長帯におけるＮ色検出によってＭ種類の成分を識別して検出する分析を行うためには，従来はＭ≦Ｎである必要があった。上述の実施例によれば，Ｍ＞Ｎであっても，同様にＭ種類の成分を識別して検出する分析できる。つまり，同様の分析を，より簡便，小型，低コストな装置構成，によって実現できる効果をもたらす。例えば，高性能化と低コスト化が急速に進んでいるＲＧＢカラーセンサを用いたＮ＝３色検出によって，Ｍ＝４種類以上の蛍光体で標識されたＭ＝４種類以上の成分を識別して検出する分析が可能となる。以上の結果，高精度かつ低コストな多色検出による分析が可能となる。例えば，サンガー反応によってＭ＝４種類の蛍光体で標識されたＭ＝４種類のＤＮＡ断片を電気泳動分離しながら，低コストなＲＧＢカラーセンサを用いたＮ＝３色検出することによって，Ｍ＝４種類の蛍光体で標識された異なる長さのＤＮＡ断片が互いに交じり合った状態で計測されたとしても，Ｍ＝４種類のＤＮＡ断片の濃度の時系列データを取得することができ，ＤＮＡシーケンスを良好に行うことが可能となる。
【０１０８】
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
【０１０９】
また、上記の計算機５２０の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)に記憶させることが可能である。非一時的なコンピュータ可読媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【０１１０】
上記の実施例において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
ｃ  波長帯ｃで検出された蛍光信号
ｇ  波長帯ｇで検出された蛍光信号
ｙ  波長帯ｙで検出された蛍光信号
ｒ  波長帯ｒで検出された蛍光信号
Ｃ  蛍光体Ｃまたは塩基種Ｃ
Ａ  蛍光体Ａまたは塩基種Ａ
Ｇ  蛍光体Ｇまたは塩基種Ｇ
Ｔ  蛍光体Ｔまたは塩基種Ｔ
１  キャピラリ
２  試料注入端
３  試料溶出端
４  陰極側電解質溶液
５  陽極側電解質溶液
６  陰電極
７  陽電極
８  高圧電源
９  試料溶液
１０  電気泳動方向
１１  レーザ光源
１２  レーザビーム
１３  蛍光
１４  多色検出装置
１５  レーザビーム照射位置
１６  レンズ
１７  ２次元カラーセンサ
５１０  分析装置
５２０  計算機
５３０  表示装置
５４０，５５０  データベース
【図１】
2020180983.tif 000008
【図２】
2020180983.tif 000009
【図３】
2020180983.tif 000010
【図４】
2020180983.tif 000011
【図５】
2020180983.tif 000012
【図６】
2020180983.tif 000013
【図７】
2020180983.tif 000014
【図８】
2020180983.tif 000015
【図９】
2020180983.tif 000016
【図１０】
2020180983.tif 000017
【図１１】
2020180983.tif 000018
【図１２】
2020180983.tif 000019
【図１３】
2020180983.tif 000020
【図１４】
2020180983.tif 000021
【図１５】
2020180983.tif 000022
【図１６】
2020180983.tif 000023
【図１７】
2020180983.tif 000024
【図１８】
2020180983.tif 000025