基因型解析装置以及基因型解析方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种使用电泳的基因型解析装置及其解析方法。
【背景技术】
[000引当前，W犯罪捜查或血缘关系的判定等为目的，广泛使用基于DM多型的解析的DNA鉴定。相同种类的生物的DNA具有大致相似的碱基序列，但在部分位置具有不同的碱基 序列。将该样在个体之间在DNA上的碱基序列中发现多样性的情况称为DNA多型，与基因 水平中的个体差的形成有关。
[000引作为DNA多型方式之一，有短串联重复序列（skxrttandemr巧eat,STR)或微卫 星。STR是重复数次至数十次2碱基至7碱基长度左右的较短序列的特征性的序列模式，已 知该重复次数根据个体而不同。将解析特定基因座位中的STR重复次数的组合称为STR解 析。
[0004] 在W犯罪捜查等为目的的DNA鉴定中使用了STR解析，其利用了STR重复次数的 组合在个体间不同的性质。在FBI(美国联邦调查局）或国际刑警组织中定义了十至十几 个用于DNA鉴定的STR的座位（基因座）作为DNA标记，并解析该些STR序列的重复次数 的模式。该STR的重复次数的不同根据等位基因（对立基因）的不同而出现，因此W下将 各个DNA标记中的STR重复次数记载为等位基因。
[0005] 为了提取一定量的作为DNA标记而使用的STR的位置的DNA，进行PCR任olymerase 化ainReaction,聚合酶链反应）。PCR是如下的技术，即通过在目标DNA两端指定被称为 引物（Primer)序列的固定的碱基序列，来仅重复并扩增夹在引物序列之间的DNA片段，由 此取得一定量的目标DNA样品。
[0006] 为了测量通过PCR得到的目标DNA片段的片段长度而进行电泳。电泳是利用了根 据DNA片段的长度，带电的泳动路中的泳动速度不同值NA片段越长泳动速度越小）的现象 的DNA片段的分离方法。作为电泳方法，近年来大多使用作为泳动路而使用毛细管的毛细 管电泳。
[0007] 毛细管电泳中，向被称为毛细管的细管填充凝胶等泳动介质，在该毛细管内使样 品的DNA片段泳动。然后，通过测量样品结束泳动一定距离（通常为从毛细管一端至另一 端）所需要的时间来调查DNA片段长度。用巧光色素标识各样品即各DNA片段，通过置于 毛细管终端部的光学检测器来检测泳动后的样品的巧光信号。
[000引标识DNA片段的各巧光色素分别具有不同的光谱，但它们不是尖锐的，而是各个 巧光色素之间有重叠。因此，在毛细管终端部中的光学检测器中，通过不同巧光色素标识的 DM片段具有相同程度的片段长度的情况下，由光学检测器得到的光谱成为不同巧光色素 的光谱下，称为巧光光谱）的线性和，即加权和。因此，为了求出各个巧光色素的信号 强度，根据由光学检测器得到的光谱，求出构成该光谱的各巧光色素的光谱的线性系数即 权重值即可。该权重值相当于各巧光色素的信号强度。
[0009] 为了求出该巧光色素的信号强度，各巧光光谱必须是预先已知的。各巧光光谱本 来是根据与装置无关的巧光色素或泳动介质来唯一地决定的，但在实际的装置中，根据毛 细管与巧光信号检测器的位置关系，在光学检测器上成像的巧光光谱偏移。因此，在更换 毛细管时，需要在对目标样品进行电泳前预先求出巧光光谱并调整巧光光谱的位置的校准 (W下，称为光谱校准）。另外，使用排列了多个毛细管的毛细管阵列对多个样品同时进行 电泳的情况下，需要对各个毛细管求出巧光光谱。
[0010] 接着，参照图2和图3对现有技术的光谱校准的一例进行说明。
[0011] 图2是表示在设置于毛细管终端部的上述光学检测器上成像的图像的例子的图。 通过CCD拍摄元件检测用衍射光栅向波长方向分离对毛细管终端部照射特定波长的激光 而得到的各巧光色素的激励光而得到的图像。该图是对排列了 8个毛细管（1)~巧）的毛 细管阵列照射激光时的衍射光栅图像（图中的下段）。该图（下段）是纵轴表示毛细管排 列方向，横轴表示波长方向的图，该图（上段）是表示与在下段所示的毛细管（4)的A-A' 方向对应的信号强度的图。在该图（上段）中，表示纵轴采用表示信号强度的亮度值，横轴 采用波长时的信号强度分布。如该图（上段）所示，特定毛细管的光谱可W得到纵轴表示 该毛细管的信号强度，横轴表示波长的波形。
[0012] 另外，在图2中示出了使用衍射光栅连续（实际上对每个像素离散）地测量光谱 的例子，但在实用中，也可W是W更宽的波长间隔对上述光谱进行采样而得的数据。例如， 如该图所示，也可W对各毛细管仅取得20个波长A(0)~A(19)的亮度值。此外，也可W 取上述A(0)~A(19)的各个波长近旁的亮度值的相加平均。
[0013] 此外，也可W不使用衍射光栅，而是高速地切换对各巧光色素仅过滤灵敏度最高 的波长带的滤光器来进行拍摄。或者，也可W具备巧光色素数量的拍摄元件和与该巧光色 素对应的滤光器，同时拍摄各巧光色素。该样的情况相当于在该图的光谱中，在与各巧光色 素对应的样品位置对光谱进行了采样，因此同样能够应用之后的本发明的手段。
[0014] 图3是表示光谱校准的处理流程的图。在步骤301，对称为矩阵标准品（Matrix Standard)的样品进行电泳。矩阵标准品是W取得巧光光谱并得到后述的矩阵为目的而进 行电泳的试剂。
[0015] 在此，使用图4A、图4B来说明矩阵标准品的概要。在图4A、图4B中假定获得5种 巧光色素（LIZ、PET、肥D、VIC、6FAM)的巧光光谱。在图4A中，纵轴取巧光强度，横轴取时 亥IJ，所述5种巧光色素在与各个巧光色素对应的时刻表示锐峰值。因此，为了得到各个巧光 色素的巧光光谱，取得仅该巧光色素发光的时刻（在图4A中为to、tl、t2、t3、t4)的光谱 即可。因此，在矩阵标准品中，分别用不同的巧光色素标识了长度不同的5种DM片段。与 各个巧光色素对应的DNA片段的长度或长度的顺序信息是已知的。
[0016] 接着，在步骤302,根据由步骤301的电泳得到的各时刻的光谱计算各巧光色素的 强度。该处理的细节在后进行叙述。该处理可W对各个扫描时刻进行，也可W在积蓄了一 定的时间间隔量的光谱数据后进行。图4A表示得到的巧光强度的波形的例子。
[0017] 在图4A中示出了使W扫描时刻为横轴的各巧光色素的信号强度下，称为巧光 强度）波形在一个图表上重叠的情况。在巧光强度波形中看到峰，该峰时刻相当于DNA片 段长度。如上所述，在矩阵标准品中，对长度不同的DNA片段分别用不同的巧光色素进行了 标识，因此在各峰时刻（to、tl、t2、口、t4)各巧光色素单独地发光。
[001引因此，在步骤303中，检测图4A的巧光强度（信号强度）波形的峰时刻。对该峰 检测处理进行后述。图4A表示得到了峰时刻t0、tl、t2、t3、t4的情况。如上所述，与各个 巧光色素对应的峰时刻的出现顺序是已知的，因此能够确定与各个峰时刻对应的巧光色素 的种类。该图表示在时刻to,LIZ单独发光，在时刻tl，PET单独发光，在时刻t2,NED单独 发光，在时刻t3,VIC单独发光，在时刻t4,6FAM单独发光。也就是说，各个时刻的光谱相当 于各个巧光色素的巧光光谱。因此，取得各个峰时刻的光谱即可（参照图4B)。
[0019] 然后，在步骤304中，使用该各巧光光谱计算后述的矩阵。该矩阵是用于从由检测 器得出的光谱波形中得到各个巧光色素的强度的矩阵。将计算该矩阵的处理称为光谱校 准。具有多个毛细管的情况下，需要对各个毛细管计算该矩阵。此外，在每次进行毛细管设 置或部件更换等时需要进行该光谱校准。
[0020] 现有技术文献
[0021] 专利文献
[0022] 专利文献l:US2009/0228245 说明书
【发明内容】
[0023] 发明要解决的问题
[0024] 但是，在上述的现有技术的光谱校准中，在进行实际解析对象的样品的电泳前，需 要对矩阵标准品另外进行电泳，因此存在花费工夫和时间的问题。此外，矩阵标准品作为消 耗品是必要的，因此对装置使用者来说存在价格增加的问题。
[0025] 因此，本发明的目的是提供一种无需