核酸分析装置及使用其的核酸分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对已被标记为多种颜色的试样进行同时检测的核酸分析装置及使用其的核酸分析方法，尤其涉及对DNA、蛋白等进行检测的核酸分析装置及使用其的核酸分析方法。
【背景技术】
[0002]用于人、动物、植物或细菌、病毒等各种生物的快速鉴定(即核酸序列解析、或特征性基因组序列的碱基长度解析等)的分析装置包括例如使用了毛细管电泳法的AppliedB1systems 3500 遗传分析仪(Life technologies 公司)等。
[0003]此外，为了便于解析，正在推进完全集成化(即，将从样品输入至结果输出集成化)的用于靶核酸分析的机器及技术的开发。
[0004]靶核酸序列分析技术能够使最终用户进行临床检查、法医学鉴定等判断。例如，多种常见的人类疾病能够基于作为靶部位的小于约1000碱基的DNA序列碱基对进行诊断，而根本不必进行完整的人基因组解析。同样，利用短链纵列重复序列分析(short tandemrepeat analysis，以下称为STR分析)而形成的20个左右的特征性基因组序列的碱基长度解析的准确测定已经逐渐用于供体的个体识别。
[0005]因此，已经逐渐能够根据目的在大学、医院的研究室、患者身边(bedside)或法医学鉴定或环境测定的现场等在各种条件下实施靶核酸分析。
[0006]但是，为了进行解析，伴随有手工操作上繁杂的样品调制、或由具备专业知识的研究人员等进行的数据解析。
[0007]因此，作为努力降低专业性、使解析更易于进行的例子，公开了如下的方法:在使用DNA测序仪的碱基序列解析中，因异质接合出现难以解释的双峰时，可高效地进行解释的方法(参照专利文献I)。其为如下方法:对于碱基序列解析时检测到双峰的色谱图，基于事先准备的设定，来实施来自父母的多态性序列解析的方法。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2006 - 84471号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]上述专利文献I所述的方法虽然在实施异质接合中的多态性序列解析方面有用，但是也设想在不进行序列解析而是进行多重PCR(Polymerase Chain React1n:聚合酶链式反应)、对多种颜色(5?6种颜色)的荧光进行检测的STR分析中，以同一时机对多种颜色且彼此的峰高度的相对比例无关地检测真信号。
[0013]但是，上述文献中没有考虑拔起峰所引起的假信号的去除，虽然也考虑了由拔起峰所导致的错误解析，但留下了本来欲解析的真正的峰被去除的课题。即，产生了如果不是由具有专业知识的人进行解析则不能进行高精度解析的制约。
[0014]进而，除了上述例子以外，如下所述，还存在必须由具备专业知识的操作者进行数据解析的情况。
[0015]例如，多数情况下，STR分析使用以多个序列区域为靶标的扩增(多重PCR)进行分析。这样的分析中，通常对由生物试样提取的基因组DNA浓度加以规定，在该规定范围内实施多重PCR并进行电泳，由获得的信号反复进行解析，例如进行个人识别的分析。在这样的信号解析中，基因组DNA的量过少时，存在等位基因的峰高度的平衡被扰乱、信号在检测阈值以下等课题。
[0016]此外，试样基因组过多时，有时会产生增大了的影子带(stutter)、产生非特异性条带、不完全的非模板添加、及包含拔起峰的假象(7—尹47 7夕卜)。这些现象有时与STR谱图的解释错误密切相关。
[0017]此外，在解析多个样品方面，还存在由于平行进行信号检测而必须考虑串扰的影响的课题。
[0018](I)因此，期待一种使用容易，不需要如研究人员那样具有专业知识的人员的核酸序列解析及特征性基因组序列的碱基长度解析的机器。
[0019]例如，对于省略掉所有的手动处理的系统存在需求。效果是经过少量训练即可，例如，迫于像护士、警察等最初应对人员遭遇那样的困难环境的个人，也能够容易地操作解析系统。
[0020]除了上述降低专业性以外，对于核酸序列解析或特征性基因组序列的碱基长度解析，还谋求以下列举的改进。
[0021](2)期待快速获得解析结果的解析系统。
[0022]对于医院等为了确定合适处置方法而需要确定感染病原体序列等临床用途而言，患者由于突发而入院后，为了在短时间内实施抗菌性及抗病毒性药物疗法的处置，需要在短时间内(例如，90分钟以内)进行解析。对于警察的紧急搜查中的个人识别而言，至获得结果为止的期望时间在使用现有技术时为数天至数周，需要缩短为足够短的时间(例如，90分钟以内)。即使这些用途之外，也需要在短时间内形成能够解析的数据。此外，快速解析可期待同时使样品处理量增加的效果。
[0023](3)期待解析装置的小型化。
[0024]多数核酸序列解析系统需要研究所整体及相关支持。近年出现的具有高处理會K 力白勺 MiSeq (i I Iumina 公司)、1ntrrent PGM (Life technologies 公司)、FLX (RocheDiagnosis公司)等核酸序列解析系统在设置上仅需要工作台，但为了进行解析所必须的样品调制，则需要大型解析设备。例如，序列解析、STR分析通常需要进行如下的样品调制的设备，所述样品调制为:由生物试样提取基因组DNA、浓度调整、利用核酸扩增方法进行靶部位的扩增或制备解析文库。因此，小型化对于研究所及处置场所中的使用、以及现场操作两者都是重要的。此外，对于每个样品的成本降低而言也是重要的课题。
[0025]因此、本发明的目的在于，提供使用容易，能够进行快速解析，小型且能够收容多个样品的核酸分析装置及使用其的核酸分析方法。
[0026]用于解决课题的手段
[0027]为了解决上述课题，本发明的核酸分析方法的主要特征如下所述。
[0028](I)所述方法的特征在于，具有下述工序:对包含多个DNA片段的分析样品照射光的工序，在规定的检测时间内使用摄像元件检测由分析样品被激发出的与DNA片段对应的荧光的工序，对处于摄像元件所具有的能够检测的荧光强度的范围内的、分析样品的分析中所需的荧光强度的下限值进行设定的工序，以下限值为基础取得每个DNA片段的荧光强度的工序，检测对每个DNA片段取得的荧光强度的峰、确定与该峰对应的时间信息的工序，以及，将荧光强度与时间信息的对应关系按照每个DNA片段来显示的工序；在显示中，显示具有第I荧光强度的第I峰、和包含具有比第I荧光强度弱的荧光强度的第2峰的至少一个以上的峰时，使用规定值调整下限值，将以调整后的下限值作为摄像元件所具有的下限值进行测定时的荧光强度，再设定为包含第2峰的至少一个以上的峰的荧光强度，从而对包含第2峰的至少一个以上的峰是否为假信号的峰进行判别。
[0029]此外，本发明的核酸分析装置的主要特征如下所述。
[0030](2)所述装置的特征在于，具备:对包含多个DNA片段的分析样品照射光的光照射部，在规定的检测时间内使用摄像元件检测由分析样品被激发出的与DNA片段对应的荧光强度的检测部，保存荧光强度的下限值的存储部，所述荧光强度的下限值为处于摄像元件所具有的能够检测荧光强度的范围内的、分析样品的分析中所需的荧光强度的下限值，控制各部且进行运算处理的运算控制部，显示运算控制部的结果的显示部；在检测部中，以下限值为基础，取得每个DNA片段的荧光强度；运算控制部检测对每个DNA片段取得的荧光强度的峰，确定与该峰对应的时间信息；显示部将荧光强度和时间信息的对应关系按照每个DNA片段来显示；显示部中显示具有第I荧光强度的第I峰、和包含具有比第I荧光强度弱的荧光强度的第2峰的至少一个以上的峰时，运算控制部使用规定值调整下限值，将以调整后的下限值作为摄像元件所具有的下限值进行测定时的荧光强度，再设定为包含第2峰的至少一个以上的峰的荧光强度，从而对包含第2峰的至少一个以上的峰是否为假信号的峰进行判别。
[0031]发明的效果
[0032]根据本发明，能够提供使用容易、能够进行快速解析、小型且能够收容多个样品的核酸分析装置及使用其的核酸分析方法。
【附图说明】
[0033]图1为本实施例的毛细管电泳装置的概略图。
[0034]图2为本实施例中的照射系统的概略图。
[0035]图3为示出电泳分析次序的流程图。
[0036]图4为示出荧光染料的发光光谱的一个例子的图。
[0037]图5为示出STR解析次序的流程图。
[0038]图6为示出本实施例中的STR解析次序的流程图。
[0039]图7为示出本实施例中的控制用计算机的输入画面的一个例子的图。
[0040]图8为本实施例中的反应容器的概略图。
[0041]图9A为示出显示本实施例的效果的信号波形的例子的图。
[0042]图9B为示出显示本实施例的效果的信号波形的例子的图。
[0043]图9C为示出显示本实施例的效果的信号波形的例子的图。
[0044]图9D为示出显示本实施例的效果的信号波形的例子的图。
[0045]图10为示出本实施例中的报告输出画面的例子的图。
【具体实施方式】
[0046]以下使用附图对本发明的实施例进行说明。
[0047]《毛细管电泳装置》
[0048]图1为本实施例的毛细管电泳装置的概略图。以下参照图1对本装置的构成进行说明。
[0049]装置主体101通过通信电缆与控制用计算机125连接，操作者通过控制用计算机125对装置所具有的各功能进行控制，接收通过光学检测器112检测的数据。控制用计算机具备用于显示所接受的数据的数据显示画面(未图示)。
[0050]本实施例的毛细管电泳装置由下述部分构成:包含I根或多根毛细管102的毛细管阵列114，所述毛细管102含有用于对事先调制的解析试样进行分离的分