基因型解析裝置以及基因型解析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種使用電泳的基因型解析裝置及其解析方法。
【背景技術(shù)】
[000引當(dāng)前，W犯罪捜查或血緣關(guān)系的判定等為目的，廣泛使用基于DM多型的解析的DNA鑒定。相同種類的生物的DNA具有大致相似的堿基序列，但在部分位置具有不同的堿基 序列。將該樣在個體之間在DNA上的堿基序列中發(fā)現(xiàn)多樣性的情況稱為DNA多型，與基因 水平中的個體差的形成有關(guān)。
[000引作為DNA多型方式之一，有短串聯(lián)重復(fù)序列（skxrttandemr巧eat,STR)或微衛(wèi) 星。STR是重復(fù)數(shù)次至數(shù)十次2堿基至7堿基長度左右的較短序列的特征性的序列模式，已 知該重復(fù)次數(shù)根據(jù)個體而不同。將解析特定基因座位中的STR重復(fù)次數(shù)的組合稱為STR解 析。
[0004] 在W犯罪捜查等為目的的DNA鑒定中使用了STR解析，其利用了STR重復(fù)次數(shù)的 組合在個體間不同的性質(zhì)。在FBI(美國聯(lián)邦調(diào)查局）或國際刑警組織中定義了十至十幾 個用于DNA鑒定的STR的座位（基因座）作為DNA標(biāo)記，并解析該些STR序列的重復(fù)次數(shù) 的模式。該STR的重復(fù)次數(shù)的不同根據(jù)等位基因（對立基因）的不同而出現(xiàn)，因此W下將 各個DNA標(biāo)記中的STR重復(fù)次數(shù)記載為等位基因。
[0005] 為了提取一定量的作為DNA標(biāo)記而使用的STR的位置的DNA，進行PCR任olymerase 化ainReaction,聚合酶鏈反應(yīng)）。PCR是如下的技術(shù)，即通過在目標(biāo)DNA兩端指定被稱為 引物（Primer)序列的固定的堿基序列，來僅重復(fù)并擴增夾在引物序列之間的DNA片段，由 此取得一定量的目標(biāo)DNA樣品。
[0006] 為了測量通過PCR得到的目標(biāo)DNA片段的片段長度而進行電泳。電泳是利用了根 據(jù)DNA片段的長度，帶電的泳動路中的泳動速度不同值NA片段越長泳動速度越小）的現(xiàn)象 的DNA片段的分離方法。作為電泳方法，近年來大多使用作為泳動路而使用毛細管的毛細 管電泳。
[0007] 毛細管電泳中，向被稱為毛細管的細管填充凝膠等泳動介質(zhì)，在該毛細管內(nèi)使樣 品的DNA片段泳動。然后，通過測量樣品結(jié)束泳動一定距離（通常為從毛細管一端至另一 端）所需要的時間來調(diào)查DNA片段長度。用巧光色素標(biāo)識各樣品即各DNA片段，通過置于 毛細管終端部的光學(xué)檢測器來檢測泳動后的樣品的巧光信號。
[000引標(biāo)識DNA片段的各巧光色素分別具有不同的光譜，但它們不是尖銳的，而是各個 巧光色素之間有重疊。因此，在毛細管終端部中的光學(xué)檢測器中，通過不同巧光色素標(biāo)識的 DM片段具有相同程度的片段長度的情況下，由光學(xué)檢測器得到的光譜成為不同巧光色素 的光譜下，稱為巧光光譜）的線性和，即加權(quán)和。因此，為了求出各個巧光色素的信號 強度，根據(jù)由光學(xué)檢測器得到的光譜，求出構(gòu)成該光譜的各巧光色素的光譜的線性系數(shù)即 權(quán)重值即可。該權(quán)重值相當(dāng)于各巧光色素的信號強度。
[0009] 為了求出該巧光色素的信號強度，各巧光光譜必須是預(yù)先已知的。各巧光光譜本 來是根據(jù)與裝置無關(guān)的巧光色素或泳動介質(zhì)來唯一地決定的，但在實際的裝置中，根據(jù)毛 細管與巧光信號檢測器的位置關(guān)系，在光學(xué)檢測器上成像的巧光光譜偏移。因此，在更換 毛細管時，需要在對目標(biāo)樣品進行電泳前預(yù)先求出巧光光譜并調(diào)整巧光光譜的位置的校準(zhǔn) (W下，稱為光譜校準(zhǔn)）。另外，使用排列了多個毛細管的毛細管陣列對多個樣品同時進行 電泳的情況下，需要對各個毛細管求出巧光光譜。
[0010] 接著，參照圖2和圖3對現(xiàn)有技術(shù)的光譜校準(zhǔn)的一例進行說明。
[0011] 圖2是表示在設(shè)置于毛細管終端部的上述光學(xué)檢測器上成像的圖像的例子的圖。 通過CCD拍攝元件檢測用衍射光柵向波長方向分離對毛細管終端部照射特定波長的激光 而得到的各巧光色素的激勵光而得到的圖像。該圖是對排列了 8個毛細管（1)~巧）的毛 細管陣列照射激光時的衍射光柵圖像（圖中的下段）。該圖（下段）是縱軸表示毛細管排 列方向，橫軸表示波長方向的圖，該圖（上段）是表示與在下段所示的毛細管（4)的A-A' 方向?qū)?yīng)的信號強度的圖。在該圖（上段）中，表示縱軸采用表示信號強度的亮度值，橫軸 采用波長時的信號強度分布。如該圖（上段）所示，特定毛細管的光譜可W得到縱軸表示 該毛細管的信號強度，橫軸表示波長的波形。
[0012] 另外，在圖2中示出了使用衍射光柵連續(xù)（實際上對每個像素離散）地測量光譜 的例子，但在實用中，也可W是W更寬的波長間隔對上述光譜進行采樣而得的數(shù)據(jù)。例如， 如該圖所示，也可W對各毛細管僅取得20個波長A(0)~A(19)的亮度值。此外，也可W 取上述A(0)~A(19)的各個波長近旁的亮度值的相加平均。
[0013] 此外，也可W不使用衍射光柵，而是高速地切換對各巧光色素僅過濾靈敏度最高 的波長帶的濾光器來進行拍攝。或者，也可W具備巧光色素數(shù)量的拍攝元件和與該巧光色 素對應(yīng)的濾光器，同時拍攝各巧光色素。該樣的情況相當(dāng)于在該圖的光譜中，在與各巧光色 素對應(yīng)的樣品位置對光譜進行了采樣，因此同樣能夠應(yīng)用之后的本發(fā)明的手段。
[0014] 圖3是表示光譜校準(zhǔn)的處理流程的圖。在步驟301，對稱為矩陣標(biāo)準(zhǔn)品（Matrix Standard)的樣品進行電泳。矩陣標(biāo)準(zhǔn)品是W取得巧光光譜并得到后述的矩陣為目的而進 行電泳的試劑。
[0015] 在此，使用圖4A、圖4B來說明矩陣標(biāo)準(zhǔn)品的概要。在圖4A、圖4B中假定獲得5種 巧光色素（LIZ、PET、肥D、VIC、6FAM)的巧光光譜。在圖4A中，縱軸取巧光強度，橫軸取時 亥IJ，所述5種巧光色素在與各個巧光色素對應(yīng)的時刻表示銳峰值。因此，為了得到各個巧光 色素的巧光光譜，取得僅該巧光色素發(fā)光的時刻（在圖4A中為to、tl、t2、t3、t4)的光譜 即可。因此，在矩陣標(biāo)準(zhǔn)品中，分別用不同的巧光色素標(biāo)識了長度不同的5種DM片段。與 各個巧光色素對應(yīng)的DNA片段的長度或長度的順序信息是已知的。
[0016] 接著，在步驟302,根據(jù)由步驟301的電泳得到的各時刻的光譜計算各巧光色素的 強度。該處理的細節(jié)在后進行敘述。該處理可W對各個掃描時刻進行，也可W在積蓄了一 定的時間間隔量的光譜數(shù)據(jù)后進行。圖4A表示得到的巧光強度的波形的例子。
[0017] 在圖4A中示出了使W掃描時刻為橫軸的各巧光色素的信號強度下，稱為巧光 強度）波形在一個圖表上重疊的情況。在巧光強度波形中看到峰，該峰時刻相當(dāng)于DNA片 段長度。如上所述，在矩陣標(biāo)準(zhǔn)品中，對長度不同的DNA片段分別用不同的巧光色素進行了 標(biāo)識，因此在各峰時刻（to、tl、t2、口、t4)各巧光色素單獨地發(fā)光。
[001引因此，在步驟303中，檢測圖4A的巧光強度（信號強度）波形的峰時刻。對該峰 檢測處理進行后述。圖4A表示得到了峰時刻t0、tl、t2、t3、t4的情況。如上所述，與各個 巧光色素對應(yīng)的峰時刻的出現(xiàn)順序是已知的，因此能夠確定與各個峰時刻對應(yīng)的巧光色素 的種類。該圖表示在時刻to,LIZ單獨發(fā)光，在時刻tl，PET單獨發(fā)光，在時刻t2,NED單獨 發(fā)光，在時刻t3,VIC單獨發(fā)光，在時刻t4,6FAM單獨發(fā)光。也就是說，各個時刻的光譜相當(dāng) 于各個巧光色素的巧光光譜。因此，取得各個峰時刻的光譜即可（參照圖4B)。
[0019] 然后，在步驟304中，使用該各巧光光譜計算后述的矩陣。該矩陣是用于從由檢測 器得出的光譜波形中得到各個巧光色素的強度的矩陣。將計算該矩陣的處理稱為光譜校 準(zhǔn)。具有多個毛細管的情況下，需要對各個毛細管計算該矩陣。此外，在每次進行毛細管設(shè) 置或部件更換等時需要進行該光譜校準(zhǔn)。
[0020] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0021] 專利文獻
[0022] 專利文獻l:US2009/0228245 說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 發(fā)明要解決的問題
[0024] 但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)的光譜校準(zhǔn)中，在進行實際解析對象的樣品的電泳前，需 要對矩陣標(biāo)準(zhǔn)品另外進行電泳，因此存在花費工夫和時間的問題。此外，矩陣標(biāo)準(zhǔn)品作為消 耗品是必要的，因此對裝置使用者來說存在價格增加的問題。
[0025] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種無需