(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動装置であって、
各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い開始マーカー、及び、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅い終了マーカーが混合された各試料溶液の発光を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記流路内を通過する各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するマーカー識別部と、
前記流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている前記終了マーカーよりも前に、当該試料溶液よりも後で前記流路内に導入された試料溶液に混合されている前記開始マーカーが前記マーカー識別部により識別された場合に、エラーを検知するエラー検知部とを備えたことを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２】
各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーの少なくとも一方は、各試料に含まれるフラグメントとは異なる波長で発光するものであり、
前記検出部は、複数の波長を識別して検出可能であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項３】
各試料に含まれるフラグメント、前記開始マーカー及び前記終了マーカーは、互いに異なる波長で発光するものであり、
前記マーカー識別部は、前記検出部により検出される光の波長の相違に基づいて、前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別することを特徴とする請求項２に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーは、同一の波長で発光するものであり、
前記マーカー識別部は、前記検出部により得られる信号の強度の相違に基づいて、前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別することを特徴とする請求項２に記載の電気泳動装置。
【請求項５】
各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーのうち一方のマーカーは、各試料に含まれるフラグメントとは異なる波長で発光し、他方のマーカーは、各試料に含まれるフラグメントと同一の波長で発光するものであり、
前記マーカー識別部は、前記検出部により検出される光の波長の相違に基づいて、前記一方のマーカーを識別し、
前記エラー検知部は、前記マーカー識別部により識別された前記一方のマーカーと、各試料に含まれるフラグメントの数とに基づいて、エラーを検知することを特徴とする請求項２に記載の電気泳動装置。
【請求項６】
複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動方法であって、
各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い開始マーカー、及び、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅い終了マーカーが混合された各試料溶液の発光を検出する検出ステップと、
前記検出ステップでの検出結果に基づいて、前記流路内を通過する各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するマーカー識別ステップと、
前記流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている前記終了マーカーよりも先に、当該試料溶液よりも後で前記流路内に導入された試料溶液に混合されている前記開始マーカーが前記マーカー識別ステップで識別された場合に、エラーを検知するエラー検知ステップとを含むことを特徴とする電気泳動方法。
【請求項７】
複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動装置用プログラムであって、
各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い開始マーカー、及び、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅い終了マーカーが混合された各試料溶液の発光を検出する検出ステップと、
前記検出ステップでの検出結果に基づいて、前記流路内を通過する各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するマーカー識別ステップと、
前記流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている前記終了マーカーよりも先に、当該試料溶液よりも後で前記流路内に導入された試料溶液に混合されている前記開始マーカーが前記マーカー識別ステップで識別された場合に、エラーを検知するエラー検知ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする電気泳動装置用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動装置、電気泳動方法及び電気泳動装置用プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動を用いて試料を分析する場合、例えばキャピラリーなどの流路内に泳動媒体（分離媒体）が充填され、当該流路内に試料溶液が導入される（例えば、下記特許文献１参照）。当該特許文献１では、試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い内部標準物質を試料溶液に混合し、検出した当該内部標準物質のピークを基準に、試料に含まれるフラグメントを同定することができるようになっている（段落［０００６］及び［０００８］など）。
【０００３】
特許文献１に例示されるような電気泳動方法において、流路内の泳動媒体は、各試料溶液を分析する度に入れ替えられるのが一般的である。しかしながら、流路内に泳動媒体を充填する作業には時間がかかるため、複数の試料溶液を短時間で分析したい場合などには、各試料溶液を分析する度に流路内の泳動媒体を入れ替えることは好ましくない。そこで、例えば泳動媒体が劣化するまでは流路内の泳動媒体を入れ替えず、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入することにより、分析時間を短縮するといった方法が採用される場合がある。
【０００４】
なお、特許文献１における内部標準物質は、当該内部標準物質が混合されている試料溶液を分析するために用いられるものである。すなわち、特許文献１では、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入するような電気泳動方法は開示されておらず、間欠的に導入される複数の試料溶液同士の関係を、内部標準物質により特定するようなものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入するような電気泳動方法では、各試料溶液を導入する間隔を短くすれば、分析時間をより短縮することができる。しかしながら、上記間隔を短くし過ぎると、異なる試料溶液中の試料に含まれるフラグメント同士が区別できなくなり、検出したフラグメントが、いずれの試料に含まれるフラグメントであるかを認識できなくなるおそれがある。
【０００７】
図８は、複数の試料溶液１を流路内に間欠的に導入した場合に検出される信号パターンの一例を示した図である。図８では、流路内に間欠的に導入された複数の試料溶液１について、各試料溶液１中の試料に含まれるフラグメントＦが、時系列に従って示されている。この例では、試料溶液１ａ及び試料溶液１ｂが、この順序で流路内に導入された場合について説明する。
【０００８】
図８（ａ）のように、先に流路内に導入された試料溶液１ａ中の試料に含まれるフラグメントＦａが全て検出された後に、後で流路内に導入された試料溶液１ｂ中の試料に含まれるフラグメントＦｂが検出された場合には、検出されたフラグメントＦａ，Ｆｂがいずれの試料に含まれるフラグメントであるかを認識することができる。しかし、各試料溶液１ａ，１ｂを導入する間隔を短くし過ぎると、図８（ｂ）のように、後で流路内に導入された試料溶液１ｂ中の試料に含まれるフラグメントＦｂの一部が、先に流路内に導入された試料溶液１ａ中の試料に含まれるフラグメントＦａの一部よりも前に検出される場合がある。このような場合には、異なる試料溶液１ａ，１ｂ中の試料に含まれるフラグメントＦａ，Ｆｂ同士が区別できなくなり、検出したフラグメントが、いずれの試料に含まれるフラグメントであるかを認識できなくなる。このようなエラーが発生した場合には、分析結果の信頼性が低下することとなるが、従来、このような観点においてエラーを検知できるような方法が存在しなかった。
【０００９】
すなわち、各試料溶液を導入する間隔を短くすること自体は容易であっても、その場合にエラーが発生したか否かを判別することができなかった。エラーが発生したか否かは、分析結果の信頼性に関わる重要な情報であるため、従来は、常にエラーが発生しないように、各試料溶液を導入する間隔を十分に大きくするのが一般的であった。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入する場合に、各試料溶液を導入する間隔を短くしたとしても、エラーを確実に検知することができる電気泳動装置、電気泳動方法及び電気泳動装置用プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電気泳動装置は、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動装置であって、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い開始マーカー、及び、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅い終了マーカーが混合された各試料溶液の発光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記流路内を通過する各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するマーカー識別部と、前記流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている前記終了マーカーよりも前に、当該試料溶液よりも後で前記流路内に導入された試料溶液に混合されている前記開始マーカーが前記マーカー識別部により識別された場合に、エラーを検知するエラー検知部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入する場合に、各試料溶液を導入する間隔を短くしたとしても、各試料溶液に混合されている開始マーカー及び終了マーカーを識別することにより、エラーを確実に検知することができる。すなわち、流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている終了マーカーよりも前に、当該試料溶液よりも後で流路内に導入された試料溶液に混合されている開始マーカーが識別された場合は、それらの試料に含まれるフラグメント同士の区別ができない可能性が高い。このような場合に、エラー検知部でエラーを検知することにより、分析結果の信頼性が低いことを判別することができる。したがって、エラー検知部によるエラーの検知結果を用いることにより、エラーが検知されていない場合については、分析結果の信頼性が高いことを判別することができる。
【００１３】
また、開始マーカー及び終了マーカーを用いて、各試料に含まれるフラグメントに関する補正処理などを行うこともできる。例えば、開始マーカー及び終了マーカーの電気泳動時間を基準として、各試料に含まれるフラグメントの電気泳動時間を補正することができる。したがって、各試料溶液に混合されている開始マーカー及び終了マーカーを識別することにより、その結果を分析に用いることも可能である。
【００１４】
なお、本発明における「発光」には、試料溶液に含まれる成分が自ら発光する「自発光」だけでなく、試料溶液に含まれる成分が励起されることにより発光する「蛍光」も含まれる。
【００１５】
各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーの少なくとも一方は、各試料に含まれるフラグメントとは異なる波長で発光するものであってもよい。この場合、前記検出部は、複数の波長を識別して検出可能であってもよい。このような構成によれば、いかなる試料を分析する場合であっても、検出部により検出される光の波長の相違に基づいて、各試料に含まれるフラグメントを、開始マーカー及び終了マーカーの少なくとも一方と識別することができる。
【００１６】
開始マーカー及び終了マーカーが、いずれも各試料に含まれるフラグメントと同一の波長で発光する場合には、検出部により得られる信号の強度のみに基づいて、各試料に含まれるフラグメントを、開始マーカー及び終了マーカーと識別しなければならない。しかし、この場合、試料の種類によっては、各試料に含まれるフラグメントと、開始マーカー又は終了マーカーとにおいて、検出部により得られる信号の強度が同程度となる可能性がある。このような場合には、検出部により得られる信号の強度のみに基づいて、各試料に含まれるフラグメントを、開始マーカー及び終了マーカーと識別することが困難になる。そこで、本発明のような構成とすることにより、いかなる試料を分析する場合であっても、各試料に含まれるフラグメントを、開始マーカー及び終了マーカーの少なくとも一方と識別することができる。
【００１７】
前記試料と、前記開始マーカー及び前記終了マーカーの少なくとも一方とは、互いに異なる波長で発光する色素を有していてもよい。この場合、前記開始マーカー及び前記終了マーカーは、所定の波長特性を有する色素標識であってもよい。
【００１８】
各試料に含まれるフラグメント、前記開始マーカー及び前記終了マーカーは、互いに異なる波長で発光するものであってもよい。この場合、前記マーカー識別部は、前記検出部により検出される光の波長の相違に基づいて、前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するものであってもよい。
【００１９】
このような構成によれば、フラグメント、開始マーカー及び終了マーカーが、いずれも異なる波長で発光するため、それらを確実に識別することができる。これにより、エラーを誤検知する可能性が低くなるため、エラーをより確実に検知することができる。
【００２０】
各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーは、同一の波長で発光するものであってもよい。この場合、前記マーカー識別部は、前記検出部により得られる信号の強度の相違に基づいて、前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するものであってもよい。
【００２１】
このような構成によれば、同一の波長で発光する開始マーカー及び終了マーカーを用いることにより、検出部において検出する波長の種類を減らすことができるため、装置の構成を簡略化することが可能である。このように、同一の波長で発光する開始マーカー及び終了マーカーを用いた場合であっても、検出部により得られる信号の強度の相違に基づいて、開始マーカー及び終了マーカーを確実に識別することができる。また、本発明のような構成であっても、開始マーカー及び終了マーカーは、各試料に含まれるフラグメントとは異なる波長で発光するため、開始マーカー及び終了マーカーと、各試料に含まれるフラグメントとを、確実に識別することができる。
【００２２】
各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーのうち一方のマーカーは、各試料に含まれるフラグメントとは異なる波長で発光し、他方のマーカーは、各試料に含まれるフラグメントと同一の波長で発光するものであってもよい。この場合、前記マーカー識別部は、前記検出部により検出される光の波長の相違に基づいて、前記一方のマーカーを識別するものであってもよい。また、前記エラー検知部は、前記マーカー識別部により識別された前記一方のマーカーと、各試料に含まれるフラグメントの数とに基づいて、エラーを検知するものであってもよい。
【００２３】
このような構成によれば、前記他方のマーカーとして、各試料に含まれるフラグメントと同一の波長で発光するマーカーを用いることにより、検出部において検出する波長の種類を減らすことができるため、装置の構成を簡略化することが可能である。本発明のような構成であっても、前記一方のマーカーは、各試料に含まれるフラグメントとは異なる波長で発光するため、当該一方のマーカーと、各試料に含まれるフラグメントとを、確実に識別することができる。したがって、前記一方のマーカーと、各試料に含まれるフラグメントの数とに基づいて、エラーを確実に検知することができる。また、各試料に含まれるフラグメントの数が既知であるため、前記他方のマーカーも確実に識別することができる。
【００２４】
本発明に係る電気泳動方法は、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動方法であって、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い開始マーカー、及び、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅い終了マーカーが混合された各試料溶液の発光を検出する検出ステップと、前記検出ステップでの検出結果に基づいて、前記流路内を通過する各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するマーカー識別ステップと、前記流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている前記終了マーカーよりも先に、当該試料溶液よりも後で前記流路内に導入された試料溶液に混合されている前記開始マーカーが前記マーカー識別ステップで識別された場合に、エラーを検知するエラー検知ステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る電気泳動装置用プログラムは、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入し、前記流路内を通過する各試料溶液の発光を検出することにより、各試料に含まれるフラグメントを同定する電気泳動装置用プログラムであって、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速い開始マーカー、及び、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅い終了マーカーが混合された各試料溶液の発光を検出する検出ステップと、前記検出ステップでの検出結果に基づいて、前記流路内を通過する各試料溶液に混合されている前記開始マーカー及び前記終了マーカーを識別するマーカー識別ステップと、前記流路内を通過する任意の試料溶液に混合されている前記終了マーカーよりも先に、当該試料溶液よりも後で前記流路内に導入された試料溶液に混合されている前記開始マーカーが前記マーカー識別ステップで識別された場合に、エラーを検知するエラー検知ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入する場合に、各試料溶液を導入する間隔を短くしたとしても、各試料溶液に混合されている開始マーカー及び終了マーカーを識別することにより、エラーを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気泳動方法の概略について説明するための図である。
【図２】本実施形態に係る電気泳動装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】エラー検知部によるエラー検知の具体的態様について説明するための図である。
【図４】制御部による処理の一例を示したフローチャートである。
【図５】別の実施形態に係る電気泳動装置のエラー検知の具体的態様について説明するための図である。
【図６】さらに別の実施形態に係る電気泳動装置のエラー検知の具体的態様について説明するための図である。
【図７】図６の実施形態における制御部による処理の一例を示したフローチャートである。
【図８】複数の試料溶液を流路内に間欠的に導入した場合に検出される信号パターンの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動方法の概略について説明するための図である。本実施形態では、複数の試料溶液１をキャピラリー２内に間欠的に導入する例について説明する。キャピラリー２は、試料溶液１の流路を構成しており、当該キャピラリー２内には、例えばゲルなどからなる泳動媒体（分離媒体）が充填されている。以下の説明では、１本のキャピラリー２について説明するが、複数本のキャピラリー２に対して同様の処理を同時に行うことも可能である。
【００２９】
電気泳動を用いて複数の試料溶液１を分析する場合、まず、キャピラリー２内に緩衝液（バッファ）を満たした状態で、図１（ａ）に示すように、キャピラリー２の一方の端部が第１の試料溶液１ａに挿入される。この状態で、キャピラリー２とともに試料溶液１ａに挿入されているカソード３と、キャピラリー２の他方の端部側に設けられたアノード（図示せず）との間に電圧を印加することにより、試料溶液１ａがキャピラリー２内に導入（インジェクション）される。
【００３０】
その後、図１（ｂ）に示すように、キャピラリー２の一方の端部が緩衝液４に挿入される。この状態で、キャピラリー２とともに緩衝液４に挿入されているカソード３と、キャピラリー２の他方の端部側に設けられたアノードとの間に電圧を印加することにより、キャピラリー２内の試料溶液１が電気泳動する。電気泳動中、試料溶液１はキャピラリー２内を移動しながら徐々に分離（セパレーション）される。
【００３１】
所定時間にわたって電気泳動を行った後、図１（ｃ）に示すように、キャピラリー２の一方の端部が第２の試料溶液１ｂに挿入される。この状態で、キャピラリー２とともに試料溶液１ｂに挿入されているカソード３と、キャピラリー２の他方の端部側に設けられたアノードとの間に電圧を印加することにより、試料溶液１ｂがキャピラリー２内に導入される。
【００３２】
そして再び、図１（ｄ）に示すように、キャピラリー２の一方の端部が緩衝液４に挿入される。この状態で、キャピラリー２とともに緩衝液４に挿入されているカソード３と、キャピラリー２の他方の端部側に設けられたアノードとの間に電圧を印加することにより、キャピラリー２内の試料溶液１が電気泳動する。
【００３３】
以上のような作業を繰り返すことにより、複数の試料溶液１をキャピラリー２内に間欠的に導入することができる。このとき、キャピラリー２内を通過する各試料溶液１の発光を検出することにより、各試料溶液１中の各試料に含まれるフラグメントを同定することができる。各試料溶液１に含まれる成分は、自発光するものであってもよいし、励起光により励起されて発光する（蛍光を発する）ものであってもよい。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る電気泳動装置の構成例を示すブロック図である。この例における電気泳動装置は、当該装置の動作を制御するための制御部１０の他、記憶部２０、操作部３０、表示部４０及び検出部５０などを備えている。
【００３５】
制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、当該ＣＰＵがプログラムを実行することにより、検出信号処理部１１、分析処理部１２、エラー検知部１３、駆動処理部１４及び表示処理部１５などとして機能する。記憶部２０は、例えばＲＯＭ（Read-Only Memory）及びＲＡＭ（Random-Access Memory）などにより構成することができる。
【００３６】
操作部３０は、当該電気泳動装置の動作に関する指示などをユーザが行うためのものであり、例えばキーボード又はマウスなどを含む構成であってもよい。表示部４０は、当該電気泳動装置の動作状況や分析結果などを表示するためのものであり、例えば液晶表示器などにより構成することができる。
【００３７】
検出部５０は、キャピラリー２内を通過する各試料溶液１の発光を検出し、受光量に応じた信号を出力する。例えば、各試料溶液１に含まれる成分が自発光する場合、検出部５０には、少なくとも各試料溶液１からの光を受光する受光部が含まれる。一方、各試料溶液１に含まれる成分が蛍光を発する場合、検出部５０には、少なくとも各試料溶液１に励起光を照射する発光部と、各試料溶液１からの光を受光する受光部とが含まれる。
【００３８】
本実施形態では、各試料溶液１に、検出部５０により検出可能な開始マーカー及び終了マーカーが混合される。開始マーカーは、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が速くなるように設定されており、各試料溶液１を検出部５０で検出する際、各試料溶液１において最初に検出されることにより、各試料溶液１の開始を識別することができる。一方、終了マーカーは、各試料に含まれるフラグメントよりも電気泳動速度が遅くなるように設定されており、各試料溶液１を検出部５０で検出する際、各試料溶液１において最後に検出されることにより、各試料溶液１の終了を識別することができる。
【００３９】
各試料溶液１に混合されている開始マーカー及び終了マーカーは、例えば所定の波長特性を有する色素標識からなる。一方、試料は、インターカレーションにより色素が結合されるものであってもよい。この場合、試料と結合するインターカレータとしての色素は、各試料溶液１に混合されていてもよいし、キャピラリー２内の泳動媒体に混合されていてもよい。
【００４０】
検出信号処理部１１は、検出部５０からの入力信号に対する処理を行う。この例では、検出信号処理部１１は、マーカー識別部１１１及びフラグメント識別部１１２を備えている。マーカー識別部１１１は、検出部５０からの入力信号に基づいて、キャピラリー２内を通過する各試料溶液１に混合されている開始マーカー及び終了マーカーを識別する。一方、フラグメント識別部１１２は、検出部５０からの入力信号に基づいて、キャピラリー２内を通過する各試料溶液１中の各試料に含まれるフラグメントを識別する。
【００４１】
分析処理部１２は、フラグメント識別部１１２により識別された各試料に含まれるフラグメントを分析する。この分析処理部１２の処理により、各試料に含まれるフラグメントが同定され、その分析結果が記憶部２０に記憶される。この例では、キャピラリー２内に間欠的に導入される複数の試料溶液１に対する一連の分析結果が、当該一連の分析結果ごとに記憶部２０に記憶されるようになっている。
【００４２】
エラー検知部１３は、マーカー識別部１１１による識別結果に基づいて、エラーを検知する。具体的には、キャピラリー２内に間欠的に導入される複数の試料溶液１について、異なる試料溶液１中の試料に含まれるフラグメント同士の区別ができなくなり、検出したフラグメントが、いずれの試料に含まれるフラグメントであるかを認識できなくなるおそれがある場合に、エラーが検知される。このエラー検知部１３により検知されるエラー情報は、複数の試料溶液１に対する一連の分析結果の信頼性を表す重要な情報であり、各分析結果に対応付けて記憶部２０に記憶される。エラー検知部１３によるエラー検知の具体的態様については、後述する。
【００４３】
駆動処理部１４は、操作部３０からの入力信号などに基づいて、当該電気泳動装置に備えられた各部（例えば検出部５０など）の駆動を制御する処理を行う。表示処理部１５は、表示部４０に対する表示を制御する処理を行う。本実施形態では、記憶部２０に記憶されている各分析結果を、エラー情報と対応付けて表示部４０に表示させることができるようになっている。したがって、ユーザは、表示部４０に表示された各分析結果及びエラー情報を確認することにより、各分析結果の内容だけでなく、各分析結果の信頼性についても確認することができる。
【００４４】
図３は、エラー検知部１３によるエラー検知の具体的態様について説明するための図である。図３では、キャピラリー２内に間欠的に導入された複数の試料溶液１について、マーカー識別部１１１で識別された開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２と、フラグメント識別部１１２で識別された試料に含まれるフラグメントＦとが、時系列に従って示されている。
【００４５】
本実施形態では、キャピラリー２内を通過する任意の試料溶液１に混合されている終了マーカーＭ２よりも前に、当該試料溶液１よりも後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１が識別された場合に、エラーが検知されるようになっている。
【００４６】
例えば、試料溶液１ａ及び試料溶液１ｂが、この順序でキャピラリー２内に導入された場合について、図３を用いて説明する。試料溶液１ａには、フラグメントＦａ、開始マーカーＭ１ａ及び終了マーカーＭ２ａが含まれており、試料溶液１ｂには、フラグメントＦｂ、開始マーカーＭ１ｂ及び終了マーカーＭ２ｂが含まれている。図３（ａ）のように、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａに混合されている終了マーカーＭ２ａが識別された後、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された場合には、エラーは検知されない。一方、図３（ｂ）のように、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された後、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａに混合されている終了マーカーＭ２ａが識別された場合には、エラーが検知される。
【００４７】
また、本実施形態では、各試料に含まれるフラグメントＦ、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２は、互いに異なる波長で発光するものを採用している。その旨を分かりやすくするために、図３では、各試料に含まれるフラグメントＦ、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の各信号パターンに、それぞれ異なるハッチングを施している。この場合、マーカー識別部１１１は、検出部５０により検出される光の波長の相違に基づいて、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を識別することができる。
【００４８】
図４は、制御部１０による処理の一例を示したフローチャートである。複数の試料溶液１をキャピラリー２内に間欠的に導入することにより行われる一連の分析中、制御部１０は、エラー検知部１３でエラーを検知しない限り、各試料溶液１の開始マーカーＭ１を識別した後（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、その試料溶液１の終了マーカーＭ２を識別する（ステップＳ１０２でＹｅｓ）という処理を繰り返す。そして、エラーが検知されないまま、最終の試料溶液１の終了マーカーＭ２が識別された場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、そのまま処理が終了する。
【００４９】
一方、いずれかの試料溶液１について、開始マーカーＭ１が識別された後（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、終了マーカーＭ２が識別されずに（ステップＳ１０２でＮｏ）、開始マーカーＭ１が識別された場合には（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、エラー検知部１３でエラーを検知する（ステップＳ１０５）。この場合、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１が、ステップＳ１０４で識別されているものと認められるため、当該一連の分析結果に対応付けてエラー情報を記憶部２０に記憶させることにより、分析結果の信頼性が低いことを判別できるようにする。
【００５０】
本実施形態では、複数の試料溶液１をキャピラリー２内に間欠的に導入する場合に、各試料溶液１を導入する間隔を短くしたとしても、各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を識別することにより、エラーを確実に検知することができる。すなわち、キャピラリー２内を通過する任意の試料溶液１に混合されている終了マーカーＭ２よりも前に、当該試料溶液１よりも後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１が識別された場合は、それらの試料に含まれるフラグメントＦ同士の区別ができない可能性が高い。このような場合に、エラー検知部１３でエラーを検知することにより、分析結果の信頼性が低いことを判別することができる。したがって、エラー検知部１３によるエラーの検知結果を用いることにより、エラーが検知されていない場合については、分析結果の信頼性が高いことを判別することができる。
【００５１】
また、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を用いて、各試料に含まれるフラグメントＦに関する補正処理などを行うこともできる。例えば、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の電気泳動時間を基準として、各試料に含まれるフラグメントＦの電気泳動時間を補正することができる。したがって、各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を識別することにより、その結果を分析に用いることも可能である。
【００５２】
さらに、本実施形態では、フラグメントＦ、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２が、いずれも異なる波長で発光するため、それらを確実に識別することができる。これにより、エラーを誤検知する可能性が低くなるため、エラーをより確実に検知することができる。
【００５３】
ただし、フラグメントＦ、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２が、いずれも異なる波長で発光するような構成に限らず、例えば、フラグメントＦと開始マーカーＭ１、又は、フラグメントＦと終了マーカーＭ２、又は、開始マーカーＭ１と終了マーカーＭ２が、同一の波長で発光するような構成であってもよい。すなわち、各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の少なくとも一方が、各試料に含まれるフラグメントＦとは異なる波長で発光するものであればよい。この場合、検出部５０は、複数の波長を識別して検出可能な構成である必要がある。
【００５４】
上記のような構成とすることにより、いかなる試料を分析する場合であっても、検出部５０により検出される光の波長の相違に基づいて、各試料に含まれるフラグメントＦを、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の少なくとも一方と識別することができる。
【００５５】
開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２が、いずれも各試料に含まれるフラグメントＦと同一の波長で発光する場合には、検出部５０により得られる信号の強度のみに基づいて、各試料に含まれるフラグメントＦを、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２と識別しなければならない。しかし、この場合、試料の種類によっては、各試料に含まれるフラグメントＦと、開始マーカーＭ１又は終了マーカーＭ２とにおいて、検出部５０により得られる信号の強度が同程度となる可能性がある。このような場合には、検出部５０により得られる信号の強度のみに基づいて、各試料に含まれるフラグメントＦを、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２と識別することが困難になる。そこで、上記のような構成とすることにより、いかなる試料を分析する場合であっても、各試料に含まれるフラグメントＦを、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の少なくとも一方と識別することができる。
【００５６】
以下では、上記のような構成、すなわち各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の少なくとも一方が、各試料に含まれるフラグメントＦとは異なる波長で発光するような構成を有する別の実施形態について説明する。ただし、このような構成に限らず、フラグメントＦ、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２が、いずれも同一の波長で発光するような構成を採用することも可能である。
【００５７】
図５は、別の実施形態に係る電気泳動装置のエラー検知の具体的態様について説明するための図である。図５では、キャピラリー２内に間欠的に導入された複数の試料溶液１について、マーカー識別部１１１で識別された開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２と、フラグメント識別部１１２で識別された試料に含まれるフラグメントＦとが、時系列に従って示されている。
【００５８】
本実施形態では、各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２が、同一の波長で発光する。その旨を分かりやすくするために、図５では、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２の各信号パターンに、同一のハッチングを施している。この場合、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２は、マーカー識別部１１１で識別するために、検出部５０により得られる信号の強度が異なるように設定されている。この例では、開始マーカーＭ１の方が終了マーカーＭ２よりも得られる信号の強度が小さくなるように設定されているが、このような構成に限らず、開始マーカーＭ１の方が終了マーカーＭ２よりも得られる信号の強度が大きくなるように設定されていてもよい。
【００５９】
このような構成においては、マーカー識別部１１１は、検出部５０により得られる信号の強度の相違に基づいて、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を識別することができる。そして、キャピラリー２内を通過する任意の試料溶液１に混合されている終了マーカーＭ２よりも前に、当該試料溶液１よりも後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１が識別された場合に、エラーが検知されるようになっている。
【００６０】
例えば、試料溶液１ａ及び試料溶液１ｂが、この順序でキャピラリー２内に導入された場合について、図５を用いて説明する。試料溶液１ａには、フラグメントＦａ、開始マーカーＭ１ａ及び終了マーカーＭ２ａが含まれており、試料溶液１ｂには、フラグメントＦｂ、開始マーカーＭ１ｂ及び終了マーカーＭ２ｂが含まれている。図５（ａ）のように、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａに混合されている終了マーカーＭ２ａが識別された後、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された場合には、エラーは検知されない。一方、図５（ｂ）及び（ｃ）のように、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された後、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａに混合されている終了マーカーＭ２ａが識別された場合には、エラーが検知される。
【００６１】
図５（ｂ）の例では、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａ中の試料に含まれるフラグメントＦａよりも前に、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された場合を示している。図５（ｃ）の例では、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａ中の試料に含まれるフラグメントＦａよりも後に、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された場合を示している。いずれの場合においても、図４で説明した処理と同様の処理により、エラーを検知することができる。
【００６２】
本実施形態では、同一の波長で発光する開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を用いることにより、検出部５０において検出する波長の種類を減らすことができるため、装置の構成を簡略化することが可能である。このように、同一の波長で発光する開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を用いた場合であっても、検出部５０により得られる信号の強度の相違に基づいて、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を確実に識別することができる。また、本実施形態のような構成であっても、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２は、各試料に含まれるフラグメントＦとは異なる波長で発光するため、開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２と、各試料に含まれるフラグメントＦとを、確実に識別することができる。
【００６３】
図６は、さらに別の実施形態に係る電気泳動装置のエラー検知の具体的態様について説明するための図である。図６では、キャピラリー２内に間欠的に導入された複数の試料溶液１について、マーカー識別部１１１で識別された開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２と、フラグメント識別部１１２で識別された試料に含まれるフラグメントＦとが、時系列に従って示されている。
【００６４】
本実施形態では、各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２のうち、開始マーカーＭ１が、各試料に含まれるフラグメントＦとは異なる波長で発光する。一方、終了マーカーＭ２は、各試料に含まれるフラグメントＦと同一の波長で発光する。その旨を分かりやすくするために、図６では、フラグメントＦ及び終了マーカーＭ２の各信号パターンに、同一のハッチングを施し、開始マーカーＭ１の信号パターンには異なるハッチングを施している。
【００６５】
このような構成においては、マーカー識別部１１１は、検出部５０により検出される光の波長の相違に基づいて、開始マーカーＭ１を識別することができる。そして、本実施形態では、マーカー識別部１１１により識別された開始マーカーＭ１と、各試料に含まれるフラグメントＦの数とに基づいて、エラー検知部１３がエラーを検知するようになっている。
【００６６】
すなわち、マーカー識別部１１１は、開始マーカーＭ１を識別した後に検出されるフラグメントＦの数をカウントすることにより、フラグメントＦの後に検出される終了マーカーＭ２を識別することができる。そして、キャピラリー２内を通過する任意の試料溶液１に混合されている終了マーカーＭ２よりも前に、当該試料溶液１よりも後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１が識別された場合には、エラーが検知されるようになっている。
【００６７】
例えば、試料溶液１ａ及び試料溶液１ｂが、この順序でキャピラリー２内に導入された場合について、図６を用いて説明する。試料溶液１ａには、フラグメントＦａ、開始マーカーＭ１ａ及び終了マーカーＭ２ａが含まれており、試料溶液１ｂには、フラグメントＦｂ、開始マーカーＭ１ｂ及び終了マーカーＭ２ｂが含まれている。図６（ａ）のように、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａに混合されている終了マーカーＭ２ａが識別された後、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された場合には、エラーは検知されない。一方、図６（ｂ）のように、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１ｂに混合されている開始マーカーＭ１ｂが識別された後、先にキャピラリー２内に導入された試料溶液１ａに混合されている終了マーカーＭ２ａが識別された場合には、エラーが検知される。
【００６８】
図７は、図６の実施形態における制御部１０による処理の一例を示したフローチャートである。複数の試料溶液１をキャピラリー２内に間欠的に導入することにより行われる一連の分析中、制御部１０は、エラー検知部１３でエラーを検知しない限り、各試料溶液１の開始マーカーＭ１を識別した後（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、その試料溶液１中の試料に含まれるフラグメントＦの数をカウントし（ステップＳ２０２）、その数が規定数に到達するか否かを判別する（ステップＳ２０３）という処理を繰り返す。
【００６９】
上記規定数は、各試料に含まれるフラグメントＦの数よりも１つ大きい数である。すなわち、各試料に含まれるフラグメントＦの数が「３」であれば、上記規定数は「４」となる。これにより、上記規定数がカウントされた場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、そのとき検出部５０で検出された信号を終了マーカーＭ２と識別することができる。上記のような処理において、エラーが検知されないまま、最終の試料溶液１の終了マーカーＭ２が識別された場合には（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、そのまま処理が終了する。
【００７０】
一方、いずれかの試料溶液１について、開始マーカーＭ１が識別された後（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、上記規定数がカウントされずに（ステップＳ２０３でＮｏ）、開始マーカーＭ１が識別された場合には（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、エラー検知部１３でエラーを検知する（ステップＳ２０６）。この場合、後でキャピラリー２内に導入された試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１が、ステップＳ２０５で識別されているものと認められるため、当該一連の分析結果に対応付けてエラー情報を記憶部２０に記憶させることにより、分析結果の信頼性が低いことを判別できるようにする。
【００７１】
本実施形態では、終了マーカーＭ２として、各試料に含まれるフラグメントＦと同一の波長で発光するマーカーを用いることにより、検出部５０において検出する波長の種類を減らすことができるため、装置の構成を簡略化することが可能である。本実施形態のような構成であっても、開始マーカーＭ１は、各試料に含まれるフラグメントＦとは異なる波長で発光するため、当該開始マーカーＭ１と、各試料に含まれるフラグメントＦとを、確実に識別することができる。したがって、開始マーカーＭ１と、各試料に含まれるフラグメントＦの数とに基づいて、エラーを確実に検知することができる。また、各試料に含まれるフラグメントＦの数が既知であるため、終了マーカーＭ２も確実に識別することができる。
【００７２】
ただし、上記のような構成に限らず、例えば各試料溶液１に混合されている開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２のうち、終了マーカーＭ２が、各試料に含まれるフラグメントＦとは異なる波長で発光するような構成であってもよい。この場合、開始マーカーＭ１が、各試料に含まれるフラグメントＦと同一の波長で発光するような構成であってもよい。
【００７３】
以上の実施形態では、各試料溶液１の発光を検出する検出ステップと、検出ステップでの検出結果に基づいて開始マーカーＭ１及び終了マーカーＭ２を識別するマーカー識別ステップと、マーカー識別ステップでの識別結果に基づいてエラーを検知するエラー検知ステップとが、いずれも電気泳動装置により実行されるような構成について説明した。この場合、各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが、電気泳動装置とは別個に提供されてもよい。これにより、当該プログラムを用いて制御を行うコンピュータが、電気泳動装置として機能し、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。また、上記プログラムを記憶媒体に記憶した状態で提供することも可能である。
【００７４】
また、上記の各ステップが全てプログラムにより実行されるような構成に限らず、少なくとも一部のステップが人間により実行されるような構成であってもよい。この場合、各ステップの一部のみが人間により実行されるような構成であってもよいし、全てのステップが人間により実行されるような構成であってもよい。
【００７５】
さらに、本発明は、試料溶液１をキャピラリー２内に導入するキャピラリー電気泳動に限らず、他の各種電気泳動に適用することができる。例えば、いわゆるクロスインジェクション法により電気泳動するような構成を採用してもよい。この場合、ウエルとドレインとの間の第１流路に試料溶液１をロードした後、当該第１流路に直交する第２流路の両端に電圧を印加することにより、当該第２流路内に試料溶液１を間欠的に導入するような構成であってもよい。クロスインジェクション法に本発明を適用する場合には、例えばウエルを複数設けて、各ウエルを上記第１流路から分岐した分岐路にそれぞれ接続した構成などを採用することも可能である。
【００７６】
本発明は、例えばＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質などの生体分子を分析するための分析装置などに適用することができる。この場合、例えば食品の品質管理のために用いられる分析装置に、本発明を適用することもできる。ただし、これらに限らず、他のあらゆる技術分野に本発明を適用することが可能である。
【００７７】
例えば、本発明をＤＮＡシーケンサ（ＤＮＡ分析装置）に適用する場合などには、既存のハードウェア構成に本発明のプログラムを適用するだけで、本発明による特有の効果を奏することができる。すなわち、ＤＮＡシーケンサのように、複数の波長を識別して検出可能な検出部を備えた分析装置においては、ハードウェア構成を新たに追加することなく、本発明のプログラムを適用するだけで、上記実施形態と同様の構成を得ることができる。これにより、ＤＮＡシーケンサなどの各種分析装置の応用範囲を広げることが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１      試料溶液
２      キャピラリー
３      カソード
４      緩衝液
１０    制御部
１１    検出信号処理部
１２    分析処理部
１３    エラー検知部
１４    駆動処理部
１５    表示処理部
２０    記憶部
３０    操作部
４０    表示部
５０    検出部
１１１  マーカー識別部
１１２  フラグメント識別部
Ｍ１    開始マーカー
Ｍ２    終了マーカー
【図１】
0005708537.tif 000002
【図２】
0005708537.tif 000003
【図３】
0005708537.tif 000004
【図４】
0005708537.tif 000005
【図５】
0005708537.tif 000006
【図６】
0005708537.tif 000007
【図７】
0005708537.tif 000008
【図８】
0005708537.tif 000009