特許 6599635 加熱処理条件の推定装置およびその方法、核酸断片化システムおよびその方法ならびにコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6599635

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】加熱処理条件の推定装置およびその方法、核酸断片化システムおよびその方法ならびにコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20191021BHJP

   C12N 15/11 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/00 A

   C12N15/11 Z

【請求項の数】18

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2015-96031(P2015-96031)

(22)【出願日】2015年5月8日

(65)【公開番号】特開2016-208921(P2016-208921A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年4月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014960

【氏名又は名称】シスメックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鶴岡 礼奈

【審査官】 伊達 利奈

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５３００２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３５２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１５０９３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２７４１４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００７９６５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ １／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＰｕｂＭｅｄ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する装置であって、
加熱時間、加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、前記所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける入力部と、
前記所望の平均ヌクレオチド長、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報、並びに、前記所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式を記憶する記憶部と、
制御部と
を備え、
前記関係式が、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは前記所望の平均ヌクレオチド長、Ａは前記最小ヌクレオチド長、Ｂは前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは前記加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは前記加熱温度、Ｄは前記加熱処理の開始温度を示す）
で表わされる式であり、
前記制御部は、前記入力部によって入力が受け付けられた前記情報と、前記記憶部に記憶された対応関係情報及び関係式とに基づき、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する、加熱処理条件の推定装置。

【請求項2】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する装置であって、
加熱時間、加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、前記所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける入力部と、
前記所望の平均ヌクレオチド長、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報、並びに、前記所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化速度と、加熱時間との相関関係を示す関係式を記憶する記憶部と、
制御部と
を備え、
前記関係式が、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは前記所望の平均ヌクレオチド長、Ａは前記最小ヌクレオチド長、Ｂは前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは前記加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは前記加熱時間を示す）で表わされる式であり、
前記制御部は、前記入力部によって入力が受け付けられた前記情報と、前記記憶部に記憶された対応関係情報及び関係式とに基づき、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する、加熱処理条件の推定装置。

【請求項3】

前記入力部は、前記核酸の種類に関する情報の入力をさらに受け付ける、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記入力部は、前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長に関する情報の入力をさらに受け付ける、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記対応関係情報は、前記緩衝剤の種類と、前記試料の塩濃度と、前記加熱温度または前記加熱時間との対応関係を規定する処理条件ライブラリを含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記入力部によって入力が受け付けられた前記情報に基づき、前記記憶部から前記処理条件ライブラリを読み出し、前記処理条件ライブラリを用いて前記加熱処理による核酸の断片化の速度に関する定数を出力する、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記処理条件ライブラリを用い、前記加熱処理で得られる核酸断片の最小ヌクレオチド長に関する情報を出力する、請求項５または６に記載の装置。

【請求項8】

前記記憶部は、前記最小ヌクレオチド長に関する情報をさらに記憶している、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。

【請求項9】

前記最小ヌクレオチド長が、１０乃至８０ヌクレオチド長である、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記加熱温度が９０乃至２００℃である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。

【請求項11】

前記制御部によって推定された加熱処理条件を出力する出力部をさらに備える、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。

【請求項12】

前記制御部は、
前記緩衝剤の種類に関する情報と、前記試料の塩濃度に関する情報と、前記加熱時間および加熱温度から選ばれた条件に関する情報とに基づき、前記選ばれた条件と、加熱処理によって得られる核酸断片の平均ヌクレオチド長との対応関係を示す情報を前記出力部に出力し、
前記対応関係を示す情報に基づいてユーザにより入力された前記所望の平均ヌクレオチド長に関する情報から、前記所望の平均ヌクレオチド長を有する核酸断片が得られる加熱処理条件をさらに推定する、
請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するシステムであって、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の加熱処理条件の推定装置と、
前記推定装置で推定された加熱処理条件の情報に基づき、前記核酸を含む試料を加熱する加熱装置と
を備える、核酸断片化システム。

【請求項14】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する方法であって、
加熱時間、加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、
前記所望の平均ヌクレオチド長の情報と、
前記所望の平均ヌクレオチド長、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報と、
前記所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式と
に基づき、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する工程を含み、
前記関係式が、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは前記所望の平均ヌクレオチド長、Ａは前記最小ヌクレオチド長、Ｂは前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは前記加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは前記加熱温度、Ｄは前記加熱処理の開始温度を示す）
で表わされる式である、加熱処理条件の推定方法。

【請求項15】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する方法であって、
加熱時間、加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、
前記所望の平均ヌクレオチド長の情報と、
前記所望の平均ヌクレオチド長、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報と、
前記所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化速度と、加熱時間との相関関係を示す関係式と
に基づき、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する工程を含み、
前記関係式が、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは前記所望の平均ヌクレオチド長、Ａは前記最小ヌクレオチド長、Ｂは前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは前記加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは前記加熱時間を示す）で表わされる式である、加熱処理条件の推定方法。

【請求項16】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化する方法であって、
請求項１４又は請求項１５に記載の方法によって推定された加熱処理条件に基づき、前記試料を加熱して所望の平均ヌクレオチド長に断片化する、核酸断片化方法。

【請求項17】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定するために、コンピュータに、
加熱時間、加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、前記所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける機能、及び、
前記受け付けられた情報；前記所望の平均ヌクレオチド長、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報；並びに前記所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式とに基づき、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する機能
を実現させ、
前記関係式が、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは前記所望の平均ヌクレオチド長、Ａは前記最小ヌクレオチド長、Ｂは前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは前記加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは前記加熱温度、Ｄは前記加熱処理の開始温度を示す）
で表わされる式である、コンピュータプログラム。

【請求項18】

加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の前記核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定するために、コンピュータに、
加熱時間、加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、前記所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける機能、及び、
前記受け付けられた情報；前記所望の平均ヌクレオチド長、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報；並びに前記所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化速度と、加熱時間との相関関係を示す関係式とに基づき、前記加熱時間、前記加熱温度、前記緩衝剤の種類および前記試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する機能
を実現させ、
前記関係式が、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは前記所望の平均ヌクレオチド長、Ａは前記最小ヌクレオチド長、Ｂは前記加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは前記加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは前記加熱時間を示す）で表わされる式である、コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱処理条件の推定装置およびその方法、核酸断片化システムおよびその方法ならびにコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

核酸を断片化する方法として、例えば、非特許文献１に記載の方法が提案されている。非特許文献１に記載の方法では、ＤＮＡを含む試料にマイクロ波を照射して加熱処理を施す。これにより、ＤＮＡを断片化させる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】ユ・ヤン（Ｙｕ Ｙａｎｇ）ら、「マイクロ波照射を用いるゲノムＤＮＡの断片化（Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｎｏｍｉｃ ＤＮＡ ｕｓｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）」、ジャーナル・オブ・バイオモレキュラー・テクニック（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）、２０１３年、第２４巻、ｐ．９８−１０３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、断片化後のＤＮＡの長さは、加熱処理条件に左右される。したがって、所望の長さのＤＮＡを得るための加熱処理条件を予測することが容易ではない。
本発明は、加熱処理条件の推定装置およびその方法、これらを用いた核酸断片化システムおよびその方法ならびにコンピュータプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する装置であって、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける入力部と、所望の平均ヌクレオチド長、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報、並びに、所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式を記憶する記憶部と、制御部と
を備え、関係式が、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは所望の平均ヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは加熱温度、Ｄは加熱処理の開始温度を示す）で表わされる式であり、制御部は、入力部によって入力が受け付けられた情報と、記憶部に記憶された対応関係情報及び関係式とに基づき、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する、加熱処理条件の推定装置を含む。
本発明の第２の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する装置であって、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける入力部と、所望の平均ヌクレオチド長、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報、並びに、所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化速度と、加熱時間との相関関係を示す関係式を記憶する記憶部と、制御部とを備え、関係式が、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは所望の平均ヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは加熱時間を示す）で表わされる式であり、制御部は、入力部によって入力が受け付けられた情報と、記憶部に記憶された対応関係情報及び関係式とに基づき、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する、加熱処理条件の推定装置を含む。

【0006】

本発明の第３の側面は、核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するシステムであって、前述の加熱処理条件の推定装置と、推定装置で推定された加熱処理条件の情報に基づき、核酸を含む試料を加熱する加熱装置とを備える核酸断片化システムを含む。

【0007】

本発明の第４の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する方法であって、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と；所望の平均ヌクレオチド長の情報と；所望の平均ヌクレオチド長、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報と；所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式とに基づき、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する工程を含み、関係式が、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは所望の平均ヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは加熱温度、Ｄは加熱処理の開始温度を示す）で表わされる式である加熱処理条件の推定方法を含む。
本発明の第５の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定する方法であって、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と；所望の平均ヌクレオチド長の情報と；所望の平均ヌクレオチド長、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報と；所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化速度と、加熱時間との相関関係を示す関係式に基づき、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する工程を含み、関係式が、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは所望の平均ヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは加熱時間を示す）で表わされる式である、加熱処理条件の推定方法を含む。

【0008】

本発明の第６の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化する方法であって、前述の方法によって推定された加熱処理条件に基づき、試料を加熱して所望の平均ヌクレオチド長に断片化する、核酸断片化方法を含む。

【0009】

本発明の第７の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定するために、コンピュータに、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける機能、及び、受け付けられた情報；所望の平均ヌクレオチド長、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報；並びに所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式とに基づき、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する機能を実現させ、関係式が、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは所望の平均ヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは加熱温度、Ｄは加熱処理の開始温度を示す）で表わされる式である、コンピュータプログラムを含む。
本発明の第８の側面は、加熱処理によって核酸と緩衝剤とを含む試料中の核酸を所望の平均ヌクレオチド長に断片化するための加熱処理条件を推定するために、コンピュータに、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件の情報と、所望の平均ヌクレオチド長の情報との入力を受け付ける機能、及び、受け付けられた情報；所望の平均ヌクレオチド長、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度の相互間の対応関係を規定した対応関係情報；並びに所望の平均ヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化速度と、加熱時間との相関関係を示す関係式とに基づき、加熱時間、加熱温度、緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた加熱処理条件を推定する機能を実現させ、関係式が、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは所望の平均ヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは加熱時間を示す）で表わされる式である、コンピュータプログラムを含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、加熱処理によって核酸の断片化を行なう際の加熱処理条件を簡便に推定することができる、加熱処理条件の推定装置およびその方法、これらを用いた核酸断片化システムおよびその方法ならびにコンピュータプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】核酸断片化システムの斜視説明図である。

【図2】推定装置のブロック図である。

【図3】核酸断片化システムによる処理手順を示すフローチャートである。

【図4】実用モードおよび条件提案モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図5】実用モードにおける温度一定モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図6】実用モードに用いられる処理条件ライブラリのデータ構造の一例を示す概略説明図である。

【図7】実用モードにおける温度一定モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図8】表示部における表示画面を示す図である。

【図9】表示部における表示画面を示す図である。

【図10】実用モードにおける時間一定モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図11】実用モードにおける時間一定モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図12】条件提案モードにおける温度一定モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図13】表示部における表示画面を示す図である。

【図14】表示部における表示画面を示す図である。

【図15】条件提案モードに用いられる処理条件ライブラリのデータ構造の一例を示す概略説明図である。

【図16】表示部における表示画面を示す図である。

【図17】条件提案モードにおける時間一定モードの処理手順を示すフローチャートである。

【図18】実施例１における電気泳動後の泳動ゲルの図面代用写真である。

【図19】図１８におけるバンドと移動度との関係を示すグラフである。

【図20】核酸断片長の対数値と移動度との関係を示す検量線のグラフである。

【図21】核酸断片長の対数値と加熱温度との関係を示すグラフである。

【図22】核酸断片長および加熱温度をプロットした各データ点に対し、カーブフィッティングを行なった結果を示すグラフである。

【図23】実施例３における電気泳動後の泳動ゲルの図面代用写真である。

【図24】核酸断片長および加熱時間をプロットした各データ点に対し、カーブフィッティングを行なった結果を示すグラフである。

【図25】実施例５における電気泳動後の泳動ゲルの図面代用写真である。

【図26】核酸断片長および加熱温度をプロットした各データ点に対し、カーブフィッティングを行なった結果を示すグラフである。

【図27】実施例６における電気泳動後の泳動ゲルの図面代用写真である。

【図28】核酸断片長および加熱時間をプロットした各データ点に対し、カーブフィッティングを行なった結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［核酸断片化システムの全体構成］
図１に基づき、核酸断片化システムを説明する。
図１に示されるように、核酸断片化システム１は、推定装置２と、推定装置２と通信可能に接続された加熱装置３とを含んでいる。本実施形態において、推定装置２は、コンピュータ本体２ａと、入力デバイス２ｂと、モニタ２ｃとを含むコンピュータシステムである。また、加熱装置３は、核酸を含む試料にマイクロ波を照射することによって試料を加熱するマイクロ波照射装置である。入力デバイス２ｂは、推定装置２の入力部として機能する。モニタ２ｃは、推定装置２の表示部として機能する。

【0013】

入力デバイス２ｂとしては、キーボードなどが挙げられる。また、モニタ２ｃは、タッチパネルであってもよい。この場合、モニタ２ｃが入力デバイス２ｂと兼用される。また、入力デバイス２ｂとして、タッチペンをさらに用いてもよい。入力デバイス２ｂを介して、情報が入力される。入力される情報としては、加熱時間、加熱温度、核酸を含む試料の緩衝剤の種類および試料の塩濃度からなる群より選ばれた１乃至３の加熱処理条件ならびに所望の平均ヌクレオチド長の情報が挙げられる。

【0014】

［推定装置の構成］
推定装置２のコンピュータ本体２ａは、図２に示されるように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、ハードディスク２３と、入出力インターフェイス２４と、読出装置２５と、通信インターフェイス２６と、画像出力インターフェイス２７とを備えている。ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、ハードディスク２３、入出力インターフェイス２４、読出装置２５、通信インターフェイス２６および画像出力インターフェイス２７は、バス２８によってデータ通信可能に接続されている。ＣＰＵ２０は、コンピュータ本体２ａの制御部として機能する。ハードディスク２３は、コンピュータ本体２ａの記憶部として機能する。

【0015】

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶されているコンピュータプログラムおよびＲＯＭ２２にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。ＣＰＵ２０がアプリケーションプログラムを実行することにより、コンピュータシステムにおいて、表示部、入力部、制御部および記憶部が実現される。これにより、コンピュータシステムが、加熱処理条件の推定装置として機能する。

【0016】

ＣＰＵ２０は、処理条件ライブラリ、関係式などを記憶している。関係式には、下記関係式が含まれる。
（Ｉ） 所望のヌクレオチド長と、最小ヌクレオチド長と、加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と、加熱処理による核酸の断片化エネルギーと、加熱温度と、加熱処理の開始温度との相関関係を示す関係式
（ＩＩ）所望のヌクレオチド長と最小ヌクレオチド長と加熱処理前の核酸のヌクレオチド長と加熱処理による核酸の断片化速度と加熱時間との相関関係を示す関係式

【0017】

（Ｉ）の関係式は、式（Ｉ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは所望のヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは加熱温度、Ｄは加熱処理の開始温度を示す）
で表わされる関係式である。（ＩＩ）の関係式は、式（ＩＩ）：
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ｛−Ｋｔ｝ （ＩＩ）
（式中、Ｍは所望のヌクレオチド長、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは加熱時間を示す）
であらわされる関係式である。かかる関係式を用いることにより、加熱処理によって核酸の断片化を行なう際の加熱処理条件を簡便に推定することができる。

【0018】

ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂで取得された情報と、ハードディスク２３に記憶された関係式とに基づき、演算結果を得る。また、ＣＰＵ２０は、演算結果と、必要により、ハードディスク２３に記憶された処理条件ライブラリとに基づいて加熱処理条件を推定する。

【0019】

ＲＯＭ２１は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどによって構成されている。ＲＯＭ２１には、ＣＰＵ２０によって実行されるコンピュータプログラムおよびこれに用いるデータが記録されている。

【0020】

ＲＡＭ２２は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどによって構成されている。ＲＡＭ２２は、ＲＯＭ２１およびハードディスク２３それぞれに記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、ＲＡＭ２２は、これらのコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ２０の作業領域として利用される。

【0021】

ハードディスク２３は、ＣＰＵ２０に実行させるためのオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム（加熱処理条件の推定のためのコンピュータプログラム）などのコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。

【0022】

読出装置２５は、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどによって構成されている。読出装置２５は、可搬型の記録媒体４０に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。
入出力インターフェイス２４は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃなどのシリアルインターフェイスと、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４などのパラレルインターフェイスと、Ｄ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器などからなるアナログインターフェイスとから構成されている。入出力インターフェイス２４には、キーボード、マウスなどの入力デバイス２ｂが接続されている。操作者は、入力デバイス２ｂを使用することにより、コンピュータ本体２ａにデータを入力することが可能である。

【0023】

通信インターフェイス２６は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェイスなどである。推定装置２は、通信インターフェイス２６により、ＣＰＵ２０による推定結果などをモニタ２ｃおよび加熱装置３の少なくとも一方に出力する。推定装置２は、通信インターフェイス２６により、プリンタへの印刷データの送信が可能である。

【0024】

画像出力インターフェイス２７は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどで構成されるモニタ２ｃに接続されている。これにより、モニタ２ｃは、ＣＰＵ２０から与えられた画像データに応じた映像信号を出力することができる。モニタ２ｃは、入力された映像信号にしたがって画像（画面）を表示する。モニタ２ｃは、ＣＰＵ２０による推定結果などを表示する。

【0025】

［核酸断片化システムによる処理手順の概略］
つぎに、図３および４に基づき、核酸断片化システム１による処理手順の概要を説明する。
図３に示されるように、まず、ステップＳ１１において、推定装置２のＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、モード選択画面をモニタ２ｃに表示させる。このモード選択画面は、実用モードおよび条件提案モードのいずれかの選択をユーザに促すための画面である。

【0026】

「実用モード」は、ユーザが、ユーザが予め設定した加熱処理条件を基に、核酸断片化システム１に加熱処理を実行させて核酸の断片化を実際に行なうためのモードである。実用モードでは、核酸断片化システム１により、ユーザが予め設定した加熱処理条件を補助する情報または助言などがユーザに提供される。しかし、実用モードでは、ユーザは、ユーザ自身の意図、知識などを考慮し、必要に応じて核酸断片化システム１からの情報または助言を適宜採用することができる。実用モードのユーザとして、例えば、加熱処理による核酸の断片化に精通している熟練者などが想定される。

【0027】

「条件提案モード」は、核酸断片化システム１に、所望の平均ヌクレオチド長を有する核酸断片を得るための加熱処理条件などを下調べおよび提案させるためのモードである。具体的には、「条件提案モード」は、核酸断片化システム１から提供される情報または助言に従いながら、ユーザが、加熱処理条件などをその場で構築するためのモードである。条件提案モードのユーザとして、例えば、加熱処理による核酸の断片化に精通していない初心者などが想定される。条件提案モードでは、ユーザが、提案された条件を受け入れる場合には、核酸断片化システム１に加熱処理を適宜実行させることができる。

【0028】

ステップＳ１１において、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作することによって、モード選択画面に示されたモードから所望のモードを指示することができる。本明細書において、「ヌクレオチド長」の用語には、一本鎖の核酸の長さおよび二本鎖の核酸の長さの両方の概念が含まれる。二本鎖の核酸の長さは、通常、「ｂｐ」または「ｋｂ」が用いられる。

【0029】

ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０は、ユーザによって選択されたモードが実用モードであるか否かの判断を行なう。ＣＰＵ２０は、実用モードが選択されたと判断した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１３へ処理を進める。また、ＣＰＵ２０は、実用モードが選択されていないと判断した場合（Ｎｏ）にはステップＳ１４へ処理を進める。

【0030】

ステップＳ１３では、ＣＰＵ２０は、実用モードの処理を進める。実用モードでは、ＣＰＵ２０は、図４に示される処理手順で、温度一定モードまたは時間一定モードの処理を進める。図４のステップＳ２１において、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、モード選択画面をモニタ２ｃに表示させる。このモード選択画面は、温度一定モードおよび時間一定モードのいずれかの選択をユーザに促すための画面である。ここで、実用モードにおける「温度一定モード」は、ユーザによって予め設定された加熱温度での加熱処理を行なうためのモードである。また、実用モードにおける「時間一定モード」は、ユーザによって予め設定された加熱時間での加熱処理を行なうためのモードである。ステップＳ１３において、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作することによって、モード選択画面に示されたモードから所望のモードを指示することができる。
つぎに、ステップＳ２２において、ＣＰＵ２０は、ユーザによって選択されたモードが温度一定モードであるか否かの判断を行なう。ＣＰＵ２０は、温度一定モードが選択されたと判断した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ２３へ処理を進める。また、ＣＰＵ２０は、温度一定モードが選択されていないと判断した場合（Ｎｏ）にはステップＳ２４へ処理を進める。
ステップＳ２３では、ＣＰＵ２０は、後述の温度一定モードの処理を進める。また、ステップＳ２４では、ＣＰＵ２０は、後述の時間一定モードの処理を進める。

【0031】

一方、ステップＳ１４では、ＣＰＵ２０は、条件提案モードの処理を進める。
条件提案モードでは、ＣＰＵ２０は、実用モードと同様に、図４に示される処理手順で、温度一定モードまたは時間一定モードの処理を進める。
条件提案モードにおける「温度一定モード」は、ユーザによって予め設定された加熱温度での加熱処理を行なうための加熱処理条件を推定装置２に提案させるモードである。また、条件提案モードにおける「時間一定モード」は、ユーザによって予め設定された加熱時間での加熱処理を行なうための加熱処理条件を推定装置２に提案させるモードである。

【0032】

ステップＳ１３またはＳ１４の処理の後、ステップＳ１５において、ＣＰＵ２０は、ユーザによる加熱処理実行の指示が行なわれたか否かの判断を行なう。ＣＰＵ２０は、加熱処理実行の指示が行なわれたと判断した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１６へ処理を進める。また、ＣＰＵ２０は、加熱処理実行の指示が行なわれていないと判断した場合（Ｎｏ）には処理を終了する。

【0033】

ステップＳ１６において、ＣＰＵ２０は、通信インターフェイス２６を介して、加熱装置３に加熱処理条件および加熱処理の実行の指示を出力する。また、加熱装置３は、ＣＰＵ２０から受け取った加熱処理条件にしたがって加熱処理を進める。

【0034】

［実用モードの処理手順］
（１）温度一定モードの処理手順
つぎに、図５乃至図９に基づき、推定装置２による実用モードの温度一定モードの処理手順を説明する。
図５に示されるように、まず、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ２０は、ハードディスク２３から式（ＩＩ）を取得する。

【0035】

つぎに、ステップＳ１０２において、ＣＰＵ２０は、ユーザに加熱処理時の設定温度情報の入力を求める。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、ユーザに設定温度情報の入力を促すための画面をモニタ２ｃに表示させる。ステップＳ１０２において、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作することによって、設定温度情報を入力することができる。

【0036】

ついで、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された設定温度情報を取得する。また、ＣＰＵ２０は、必要に応じ、取得された設定温度情報をハードディスク２３に送信し、一時的に記憶させることができる。

【0037】

ついで、ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２０は、ユーザに対象核酸、緩衝剤の情報および試料の情報の入力を求める。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、ユーザに対象核酸の情報、緩衝剤の情報および試料の情報の入力を促すための画面をモニタ２ｃに表示させる。ステップＳ１０４において、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作することによって、対象核酸の情報、緩衝剤の情報および試料の情報を入力することができる。具体的には、ユーザは、対象核酸の情報として、対象核酸の種類の情報を入力することができる。また、ユーザは、緩衝剤の情報として、試料に含まれる緩衝剤の種類の情報を入力することができる。さらに、ユーザは、試料の情報として、試料の導電率の情報を入力することができる。ここで、対象核酸は、ＤＮＡまたはＲＮＡである。緩衝剤の種類の情報としては、例えば、緩衝剤の成分の情報などが挙げられる。緩衝剤の成分としては、例えば、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸（以下、「ＡＤＡ」ともいう）、リン酸、トリスヒドロキシメチルアミノメタン（以下、「トリス」ともいう）などが挙げられる。

【0038】

ついで、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された対象核酸の情報、緩衝剤の情報および試料の情報を取得する。また、ＣＰＵ２０は、必要に応じ、取得された対象核酸の情報、緩衝剤の情報および試料の情報をハードディスク２３に送信し、一時的に記憶させることができる。

【0039】

ついで、ステップＳ１０６において、ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）のパラメータ値を決定する。具体的には、ＣＰＵ２０は、ハードディスク２３から、図６に示される処理条件ライブラリ５００を取得する。つぎに、ＣＰＵ２０は、設定温度情報、対象核酸の情報、緩衝剤の情報および試料の情報と、処理条件ライブラリ５００とに基づき、式（ＩＩ）のパラメータ値を決定する。

【0040】

処理条件ライブラリ５００は、図６に示されるように、加熱温度情報５０１、対象核酸情報５０２、緩衝剤情報５０３、試料導電率情報５０４およびこれらに対応するパラメータ値情報５０５を含む。加熱温度情報５０１、対象核酸情報５０２、緩衝剤情報５０３、試料導電率情報５０４およびパラメータ値情報５０５は、実験などで予め決定された情報である。これらの予め決められた情報は、ユーザによる情報の入力、電磁的方法による情報の提供などによって更新することができる。電磁的方法による情報の提供としては、例えば、インターネットウェブサイトを通じた情報の配信、メールへの添付などが挙げられる。なお、試料導電率情報５０４は、試料の導電率の値を、試料の抵抗率、試料の塩濃度、試料のイオン強度などの他の物理量に換算した情報であってもよい。試料の導電率を他の物理量で表わす場合、ユーザが、利便性に応じて適宜選択してもよい。

【0041】

図６に示される処理条件ライブラリ５００では、加熱処理条件およびパラメータ値が、加熱温度情報５０１、対象核酸情報５０２、緩衝剤情報５０３、試料導電率情報５０４およびパラメータ値情報５０５の順に階層的に体系づけられている。この場合、ＣＰＵ２０は、まず、設定温度情報に基づき、加熱処理条件およびパラメータ値の大まかな絞り込みを行なうことができる。つぎに、ＣＰＵ２０は、絞り込まれた加熱処理条件およびパラメータ値を、対象核酸情報５０２、緩衝剤情報５０３および試料導電率情報５０４により、さらに絞り込むことができる。これにより、ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）のパラメータ値を決定することができる。ステップＳ１０６で決定されるパラメータ値としては、例えば、最小ヌクレオチド長Ａ、加熱処理による核酸の断片化速度定数Ｋなどが挙げられる。

【0042】

ついで、図７のステップＳ１０７において、ＣＰＵ２０は、ユーザに対象核酸の長さの情報の入力を求める。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、ユーザに対象核酸の長さの情報の入力を促すための画面をモニタ２ｃに表示させる。ステップＳ１０７において、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作することによって、対象核酸の長さの情報を入力することができる。ここで、「対象核酸の長さ」は、式（ＩＩ）における「加熱処理前の核酸のヌクレオチド長Ｂ」に相当する。

【0043】

ついで、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された対象核酸の長さの情報を取得する。また、ＣＰＵ２０は、必要に応じ、取得された対象核酸の長さの情報をハードディスク２３に送信し、一時的に記憶させることができる。

【0044】

ついで、ステップＳ１０９において、ＣＰＵ２０は、対象核酸の長さの情報、式（ＩＩ）およびステップＳ１０６で決定されたパラメータ値に基づいて推定される加熱時間と核酸断片長との対応関係（以下、「推定対応関係」ともいう）の出力を行なう。その後、ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２０は、ユーザに所望の核酸断片長の入力を求める。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、例えば、図８に示される画面６０１をモニタ２ｃに表示させる。図８に示される画面６０１は、推定対応関係を示すグラフ６１１と、ユーザへのコメント６１２，６１３を含む。グラフ６１１は、加熱時間をＸ軸とし、核酸断片長をＹ軸とするグラフである。コメント６１２は、提示されたグラフ６１１に関するコメントである。また、コメント６１３は、ユーザへの所望の核酸断片長の入力を求めるためのコメントである。ここで、「所望の核酸断片長」は、式（ＩＩ）における「所望のヌクレオチド長Ｍ」に相当する。

【0045】

ついで、ステップＳ１１１において、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された所望の核酸断片長の情報を取得する。また、ＣＰＵ２０は、必要に応じ、取得された所望の核酸断片長の情報をハードディスク２３に送信し、一時的に記憶させることができる。ステップＳ１１１において、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作して画面６０１のグラフ６１１中の所望の核酸断片長の位置にデータ点をプロットする。これにより、ユーザは、所望の核酸断片長の情報を入力することができる。

【0046】

ついで、ステップＳ１１２において、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１１１で入力された所望の核酸断片長の情報、式（ＩＩ）およびステップＳ１０６で決定された式（ＩＩ）のパラメータ値に基づき、加熱時間を推定する。

【0047】

ついで、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１１２で推定された加熱時間の情報を出力する。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、図９に示される画面６０２をモニタ２ｃに表示させる。画面６０２は、グラフ６１１およびユーザへのコメント６１５を含む。画面６０２では、グラフ６１１上に、ステップＳ１１１でユーザが入力した所望の核酸断片長を示すデータ点６１４が表示されている。コメント６１５は、推定された加熱時間をユーザに提示するコメントである。コメント６１５には、図９に示されるように、ユーザに加熱処理を行なうかどうかを問い合わせるための文言を含んでいてもよい。

【0048】

ついで、図７のステップＳ１１４において、ＣＰＵ２０は、ユーザが推定処理の再実行を求めているか否かを判断する。ステップＳ１１４では、まず、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、ユーザに推定処理の再実行の要否に関する情報の入力を促すための画面をモニタ２ｃに表示させる。つぎに、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された推定処理の再実行の要否に関する情報を取得する。その後、ＣＰＵ２０は、入力された情報に基づき、ユーザが推定処理の再実行を求めているか否かを判断する。ＣＰＵ２０は、ユーザが推定処理の再実行を求めていると判断した場合（Ｙｅｓ）には図５のステップＳ１０２へ処理を進める。また、ＣＰＵ２０は、ユーザが推定処理の再実行を求めていないと判断した場合（Ｎｏ）には処理を終了する。

【0049】

（２）時間一定モードの処理手順
つぎに、図１０および図１１に基づき、推定装置２による実用モードの時間一定モードの処理手順を説明する。実用モードの時間一定モードでは、ＣＰＵ２０は、ユーザによる設定時間情報に基づき、加熱温度を推定する。
実用モードの時間一定モードの処理手順は、以下の点を除き、実用モードの温度一定モードの処理手順と同様である。
（Ａ）図１０のステップＳ２０１において、ＣＰＵ２０が、式（Ｉ）を取得すること。
（Ｂ）図１０のステップＳ２０２において、ＣＰＵ２０が、ユーザに加熱処理時の設定時間情報の入力を求めること。
（Ｃ）図１０のステップＳ２０３において、ＣＰＵ２０が、入力デバイス２ｂから入力された設定時間情報を取得すること。
（Ｄ）図１０のステップＳ２０６において、ＣＰＵ２０が、式（Ｉ）のパラメータ値を決定すること。
（Ｅ）図１１のステップＳ２０９において、ＣＰＵ２０が、対象核酸の長さの情報、式（ＩＩ）および図１０のステップＳ２０６で決定されたパラメータ値に基づき、加熱温度と核酸断片長との対応関係（推定対応関係）の出力を行なうこと。
（Ｆ）図１１のステップＳ２１２において、ＣＰＵ２０が、ステップＳ２１１で入力された所望の核酸断片長の情報、式（Ｉ）およびステップ２０６で決定された式（Ｉ）のパラメータ値に基づき、加熱温度を推定すること。
（Ｇ）図１１のステップＳ２１３において、ＣＰＵ２０が、ステップＳ２１２で推定された加熱温度の情報を出力すること。

【0050】

ここで、ステップＳ２０６で決定されるパラメータ値としては、例えば、最小ヌクレオチド長Ａ、加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数Ｈなどが挙げられる。また、「対象核酸の長さ」は、式（Ｉ）における「加熱処理前の核酸のヌクレオチド長Ｂ」に相当する。「所望の核酸断片長」は、式（Ｉ）における「所望のヌクレオチド長Ｍ」に相当する。

【0051】

［実用モードの処理手順の変形例］
図５乃至図１１に示される実用モードの処理手順では、設定温度情報、対象核酸の情報、緩衝剤の情報、試料の情報、対象核酸の長さの情報などに基づく推定対応関係の提示後、ユーザに所望の核酸断片長の入力を求めている。しかし、推定対応関係を提示せずに、ユーザに所望の核酸断片長の入力を求めるように、実用モードの処理が進められてもよい。

【0052】

［条件提案モードの処理手順］
（１）温度一定モードの処理手順
つぎに、図１２乃至図１６に基づき、推定装置２による条件提案モードの温度一定モードの処理手順を説明する。
図１２に示されるように、まず、ステップＳ３０１において、ＣＰＵ２０は、ハードディスク２３から式（ＩＩ）を取得する。式（ＩＩ）は、以下のステップにおいて、回帰直線の式として用いられる。

【0053】

つぎに、ステップＳ３０２において、ＣＰＵ２０は、ユーザに所望の断片化曲線および許容誤差の情報の入力を求める。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、ユーザに所望の断片化曲線および許容誤差の情報の入力を促すための画面８０１をモニタ２ｃに表示させる。画面８０１は、図１３に示されるように、描画領域８１１およびコメント８１２を含む。描画領域８１１は、ユーザが所望の断片化曲線を描くための領域である。描画領域８１１は、加熱時間をＸ軸、核酸断片長をＹ軸として有する。コメント８１２は、ユーザに所望の断片化曲線および許容誤差の情報の入力を促すためのコメントである。ステップＳ３０２において、図１４に示されるように、ユーザは、入力デバイス２ｂを操作することによって、画面８０２の描画領域８１１上に、所望の断片化曲線８１３および許容誤差情報８１４を入力することができる。

【0054】

ついで、図１２のステップＳ３０３において、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された所望の断片化曲線の情報および許容誤差の情報を取得する。また、ＣＰＵ２０は、必要に応じ、取得された所望の断片化曲線の情報および許容誤差の情報をハードディスク２３に送信し、一時的に記憶させることができる。

【0055】

ついで、ステップＳ３０４において、ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）に対し、ステップＳ３０３で取得された断片化曲線を許容誤差範囲内でフィッティングさせる。
ステップＳ３０４では、フィッティングに際し、式（ＩＩ）において入力されていない情報が存在する場合、ＣＰＵ２０により、ハードディスク２３に記憶された処理条件ライブラリに含まれる加熱処理条件およびパラメータ値から、不足情報が補完される。ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）において、入力されていない情報があると判断した場合、ハードディスク２３から図１５に示される処理条件ライブラリ７００から不足情報を取得する。処理条件ライブラリ７００は、図１５に示されるように、対象核酸情報７０１、式（ＩＩ）のパラメータ値情報７０２、試料導電率情報７０３、緩衝剤情報７０４および加熱温度情報７０５を含む。対象核酸情報７０１、パラメータ値情報７０２、試料導電率情報７０３、緩衝剤情報７０４および加熱温度情報７０５は、実験などで予め決定された情報である。対象核酸情報７０１、パラメータ値情報７０２、試料導電率情報７０３、緩衝剤情報７０４および加熱温度情報７０５は、それぞれ、対象核酸情報５０２、パラメータ値情報５０５、試料導電率情報５０４、緩衝剤情報５０３および加熱温度情報５０１と同様である。図１５に示される処理条件ライブラリ７００では、加熱処理条件およびパラメータ値が、対象核酸の種類に応じて大別されている。
フィッティングは、例えば、最小二乗法などにしたがって行なわれる。

【0056】

ついで、図１２のステップＳ３０５において、ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）に対し、ステップＳ３０３で取得された断片化曲線をフィッティングさせることができるか否かを判断する。ステップＳ３０５では、式（ＩＩ）に対して断片化曲線をフィッティングさせて処理条件ライブラリ中のパラメータ値と同一または近似する値が得られた場合、フィッティングができると判断することができる。ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）に対し、ステップＳ３０３で取得された断片化曲線をフィッティングさせることができると判断した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０６へ処理を進める。この場合、ＣＰＵ２０は、加熱処理条件を推定することができる。これにより、式（ＩＩ）を満たす加熱処理条件を示す断片化曲線が得られる。また、ＣＰＵ２０は、式（ＩＩ）に対し、ステップＳ３０３で取得された断片化曲線をフィッティングさせることができないと判断した場合（Ｎｏ）には処理をステップＳ３０２に進める。この場合、ＣＰＵ２０は、再度、ユーザに所望の断片化曲線および許容誤差の情報の入力を求める。

【0057】

ついで、ステップＳ３０６において、ＣＰＵ２０は、加熱処理条件の出力を行なう。具体的には、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、図１６に示される画面８０３をモニタ２ｃに表示させる。画面８０３は、描画領域８１１上に描画された推定断片化曲線８１６と、ユーザへのコメント８１７，８１８とを含む。推定断片化曲線８１６は、推定された加熱処理条件に基づく断片化の過程を示す。また、コメント８１７は、推定された加熱処理条件をユーザに提示するコメントである。コメント８１８は、ユーザに条件提案モードの温度一定モードを再実行するか否かを問い合わせるためのコメントである。
ステップＳ３０６では、推定された加熱処理条件を、処理条件ライブラリ中のパラメータ値に近い順に推奨度のランク付けすることができる。この場合、ユーザに対し、パラメータ値に近い順に、推奨度の高い加熱処理条件を提案することができる。

【0058】

ついで、ステップＳ３０７において、ＣＰＵ２０は、ユーザが条件提案モードの再実行を求めているか否かを判断する。ステップＳ３０７では、まず、ＣＰＵ２０は、画像出力インターフェイス２７を介して、ユーザに条件提案モードの再実行の要否に関する情報の入力を促すための画面をモニタ２ｃに表示させる。つぎに、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２ｂから入力された再実行の要否に関する情報を取得する。その後、ＣＰＵ２０は、入力された情報に基づき、ユーザが条件提案モードの再実行を求めているか否かを判断する。ＣＰＵ２０は、ユーザが条件提案モードの再実行を求めていると判断した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０２へ処理を進める。また、ＣＰＵ２０は、ユーザが条件提案モードの再実行を求めていないと判断した場合（Ｎｏ）には処理を終了する。

【0059】

（２）時間一定モードの処理手順
つぎに、図１７に基づき、推定装置２による条件提案モードの時間一定モードの処理手順を説明する。
条件提案モードの時間一定モードの処理手順は、以下の点を除き、条件提案モードの温度一定モードと同様である。
（ａ）図１７のステップＳ４０１において、ＣＰＵ２０が、式（Ｉ）を取得すること。
（ｂ）図１７のステップＳ４０４において、ＣＰＵ２０が、式（Ｉ）に対し、ステップＳ４０３で取得された断片化曲線をフィッティングさせること。
（ｃ）図１７のステップＳ４０５において、ＣＰＵ２０が、式（Ｉ）に対し、図１７のステップＳ４０３で取得された断片化曲線をフィッティングさせることができるか否かを判断すること。

【0060】

［変形例］
上記と同様に、加熱処理条件のうちのいずれか１つの条件または複数の条件を一定とするモードを採用することもできる。この場合、推定装置２によれば、一定とされなかった加熱処理条件を推定結果として出力することができる。

【実施例】

【0061】

以下において、各略語の意味は、以下のとおりである。
＜略語＞
ＰＢＳ： リン酸緩衝生理的食塩水〔組成：１０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．８）および１５０ｍＭ塩化ナトリウム〕
１０×ＰＢＳ： １０倍濃度のリン酸緩衝生理的食塩水
１×ＰＢＳ： １倍濃度のリン酸緩衝生理的食塩水〔組成：１０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．８）および１５０ｍＭ塩化ナトリウム〕
ＰＢ： リン酸カリウム緩衝液〔組成：６２ｍＭリン酸一水素二カリウムおよび３８ｍＭリン酸二水素カリウム、ｐＨ７．０〕
ＴＥ： 組成：１０ｍＭトリスおよび１ｍＭエチレンジアミン四酢酸、ｐＨ７．５を有する緩衝液
ＳＴＥ： 組成：１０ｍＭトリス、１ｍＭエチレンジアミン四酢酸および５０ｍＭ塩化ナトリウム、ｐＨ７．５を有する緩衝液

【0062】

（実施例１）
（１）種々の加熱温度での加熱処理によるλＤＮＡの断片化処理
１０倍濃度のリン酸緩衝生理的食塩水（１０×ＰＢＳ）〔バイオラッド社製〕を滅菌水で希釈して１倍濃度のＰＢＳ（１×ＰＢＳ）を得た。ＰＢＳ １５００μＬと、λＤＮＡ〔タカラバイオ（株）製、０．３μｇ／μＬ〕５０μＬとを水熱処理用ガラス容器中で混合した。得られた混合液のうち１００μＬの混合液を未処理試料（２０℃でのλＤＮＡ含有試料）として分取した。つぎに、混合液が入った水熱処理用ガラス容器をマイクロ波合成反応装置〔マイルストーンゼネラル社製、商品名：ＭｕｌｔｉＳＹＮＴＨ〕にセットした。その後、１２０℃、１４０℃、１６０℃または１８０℃の加熱温度で１０秒間の加熱処理を行ない、試料を得た。なお、加熱処理のサーマルプロファイルを、以下のように設定した。
＜サーマルプロファイル＞
下記（ｉ−１）乃至（ｉ−４）のステップ：
（ｉ−１）３０秒間で常温（２０℃）から１００℃までの昇温
（ｉ−２）６０秒間で１００℃から所定の加熱温度までの昇温
（ｉ−３）所定の加熱温度で１０秒間の加熱
（ｉ−４）２０℃での冷却

【0063】

（２）加熱処理によるλＤＮＡの断片化の評価
実施例１の（１）で得られた試料１５μＬに電気泳動用緩衝液〔タカラバイオ（株）製、商品名：×６ Ｌｏａｄｉｎｇ ｂｕｆｆｅｒ〕３μＬを添加し、電気泳動試料を得た。電気泳動装置〔インビトロジェン社製、商品名：垂直型ミニ電気泳動システム〕と、泳動ゲル〔インビトロジェン社製、商品名：６％ ＴＢＥ ＧＥＬ、１．０ｍｍ、１２ウェル〕と、ランニングバッファー〔１倍濃度のＴＢＥ（１×ＴＢＥ）〕とを用い、電圧：２００Ｖ下で２３分間、各電気泳動試料およびマーカーの電気泳動を行なった。なお、マーカーとして、タカラバイオ（株）製、商品名：Ｗｉｄｅ−Ｒａｎｇｅ ＤＮＡ Ｌａｄｄｅｒ（５０−１００００ｂｐ）およびタカラバイオ（株）製、商品名：λ−ＨｉｎｄＩＩＩ ｄｉｇｅｓｔを用いた。また、１×ＴＢＥは、１０倍濃度の核酸電気泳動用プレミックスバッファー（バイオラッド社製、商品名：１０×ＴＢＥ）を１０倍希釈することによって調製した。

【0064】

得られた泳動ゲルを、核酸染色液〔ロンザ社製、商品名：Ｇｅｌ Ｓｔａｒを１×ＴＢＥで１００００倍希釈した希釈液〕に３０分間浸漬させて染色した。染色後の泳動ゲルを画像解析システム〔バイオラッド社製、商品名：パーソナル分子画像装置〕に供し、Ｇ励起での画像を取得した。その結果を図１８に示す。図中、レーンＭ１およびＭ３はマーカー〔タカラバイオ（株）製、商品名：λ−Ｈｉｎｄ ＩＩＩ ｄｉｇｅｓｔ〕の電気泳動パターン、レーンＭ２はマーカー〔タカラバイオ（株）製、商品名：Ｗｉｄｅ−Ｒａｎｇｅ ＤＮＡ Ｌａｄｄｅｒ（５０−１００００ｂｐ）〕の電気泳動パターン、レーン１および５は未処理試料の電気泳動パターン、レーン２は１２０℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン３および６は１４０℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン４および７は１６０℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン８は１８０℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターンを示す。

【0065】

図１８に示された結果から、加熱処理時の加熱温度が高いほど、得られた断片の平均長が低下していることがわかった。

【0066】

図１８の画像データに対して、画像処理ソフトウェア〔アメリカ国立衛生研究所提供、商品名：Ｉｍａｇｅ Ｊ〕に搭載のゲルデンシトメトリー機能を適用した。これにより、各レーンのバンドの濃淡の強度とバンドの移動度との関係を示す移動度スペクトルを求めた。その結果を図１９に示す。図中、（Ａ）は未処理試料の移動度スペクトル、（Ｂ）は１２０℃での加熱処理後の試料の移動度スペクトル、（Ｃ）は１４０℃での加熱処理後の試料の移動度スペクトル、（Ｄ）は１６０℃での加熱処理後の試料の移動度スペクトル、（Ｅ）は１８０℃での加熱処理後の試料の移動度スペクトル、（Ｆ）はマーカーの移動度スペクトルを示す。図１９中の移動度は、泳動ゲル中のバンドの移動距離を測定および規格化した値である。

【0067】

さらに、図１９（Ｆ）のマーカーの移動度スペクトルから、マーカーの核酸断片長Ｍおよび移動度を求めた。核酸断片長Ｍから、ｌｏｇＭを求めた。なお、「ｌｏｇＭ」は、１０を底とする核酸断片長Ｍの対数である。ｘ軸がマーカーにおける核酸断片のバンドの移動度であり、かつｙ軸がｌｏｇＭである二次元座標上にプロットすることによって図２０の検量線を得た。

【0068】

図２０の検量線上のマーカーに由来するデータ点群を、下記基準に基づき、高分子量領域のデータ点群と低分子量領域のデータ点群とに分類した。
＜分類基準＞
高分子量領域のデータ点群：核酸断片長が３００００ｂｐ以上のデータ点群
低分子量領域のデータ点群：核酸断片長が３００００ｂｐ未満のデータ点群

【0069】

高分子量領域のデータ点群および低分子量領域のデータ点群それぞれについて、データ解析・グラグ作成ソフトウェア〔ヒューリンクス（Ｈｕｌｉｎｋｓ）製、商品名：ＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ〕を用いて近似直線を求めた。

【0070】

その結果、図２０の近似直線（Ａ）は、式（ＩＩＩ）：
ｌｏｇＭ＝９．８５−５２．５３９×μ （ＩＩＩ）
（式中、Ｍは核酸断片長、μは移動度を示す）
で表わされる直線（Ｒ値＝０．９８６７７）であることがわかった。また、図２０の近似直線（Ｂ）は、式（ＩＶ）：
ｌｏｇＭ＝３．５９６２−１．９７２５×μ （ＩＶ）
で表わされる直線（相関係数Ｒ値＝０．９６８０２）であることがわかった。式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）中の各係数は、用いられる泳動ゲルの固さ、大きさなどによって変動すると考えられた。そこで、式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）を一般化し、式（Ｖ）：
ｌｏｇＭ＝ａ−ｂ×μ （Ｖ）
（式中、Ｍは核酸断片長、μは移動度、ａおよびｂはカーブフィッテングで定まる任意の数を示す）
が得られた。

【0071】

（３）加熱処理時の加熱温度と核酸断片長との関係の検証
加熱温度を４０℃、６０℃、１００℃、１５０℃、１７０℃または１９０℃に設定したことを除き、実施例１の（１）および（２）と同様の操作を行ない、各温度での移動度スペクトルを得た。なお、加熱温度が１００℃付近である場合、核酸が凝集することがわかった。つぎに、各温度での移動度スペクトル中のピークのうち、最も高いピークを示すバンドの移動度を泳動ゲル中のバンドの移動距離を測定および規格化することによって求めた。得られた移動度を式（ＩＩＩ）または式（ＩＶ）に代入することにより、核酸断片長Ｍを算出した。核酸断片長Ｍから、ｌｏｇＭを求めた。加熱時間およびｌｏｇＭを、ｘ軸が加熱温度であり、かつｙ軸がｌｏｇＭである二次元座標上にプロットした。その結果を図２１に示す。

【0072】

図２１に示された結果から、加熱温度が２０乃至６０℃の低温度域である場合、核酸断片長Ｍに顕著な変化が認められなかった。また、加熱温度が１００℃付近である場合、ｌｏｇＭの値が上昇したことがわかった。さらに、加熱温度が１３０℃以上の高温度域である場合、昇温に伴って核酸の断片化が生じていることが定量的に確認された。なお、加熱温度が１００℃付近である場合、ｌｏｇＭの値が上昇していることが確認された。また、加熱温度が１００℃付近である場合、核酸の凝集が観察された。したがって、ｌｏｇＭの値の上昇は、核酸の凝集に起因することが推測された。

【0073】

つぎに、図２１のグラフのデータ点のなかから、断片化が生じる加熱温度のデータ点と、断片化が生じない加熱温度のデータ点を抽出した。抽出されたデータ点を用い、加熱温度および核酸断片長を、温度をｘ軸および核酸断片長をｙ軸とする二次元座標上に再プロットした。その結果を図２２に示す。なお、５０℃付近の加熱温度で加熱された核酸は、断片化されていないと推測された。そこで、５０℃付近の加熱温度で加熱された核酸の核酸断片長Ｍを０と定義した。図２２において、プロットされたデータ点群のうち、加熱温度が１００℃以上であるデータ点群について、データ解析・グラグ作成ソフトウェア〔ヒューリンクス（Ｈｕｌｉｎｋｓ）社製、商品名：ＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ〕を用いて近似曲線を求めた。

【0074】

図２２の近似曲線は、式（Ｉ）
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｈ（Ｔ−Ｄ）} （Ｉ）
（式中、Ｍは核酸断片長（所望のヌクレオチド長）、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｈは加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数、Ｔは加熱温度、Ｄは加熱処理の開始温度を示す）
で表わされることがわかった。図２２に示された近似曲線は、温度Ｔの関数である。そこで、ｘ軸の変数であるＴの値を式（Ｉ）に適用することにより、式（Ｉ）におけるＡ、Ｂ、Ｈ、およびＤを求めた。その結果、以下の通りであった。Ａ＝５０、Ｂ＝７．９４×１０⁸、Ｈ＝０．１４７およびＤ＝１００。得られたＡ、Ｂ、ＨおよびＤは、７９４００ｂｐのＤＮＡを１０秒間加熱する加熱処理が反映された値であった。したがって、式（Ｉ）への所望のヌクレオチド長の代入により、１０秒間の加熱処理における加熱温度が求められることがわかった。よって、式（Ｉ）によれば、一定加熱時間での加熱処理において、所望のヌクレオチド長が得られる加熱温度が求められることがわかった。

【0075】

（実施例２）
核酸の種類および緩衝液を表１のように変更したことを除き、実施例１と同様の操作を行なった。その後、式（Ｉ）を用い、各条件に対する加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数を算出した。その結果を表１に示す。

【0076】

表１に示された結果から、対象核酸の種類、試料に含まれる緩衝剤の種類および試料の伝導度によって、加熱処理による核酸の断片化エネルギー定数Ｈの値が異なることがわかった。

【0077】

【表1】

【0078】

（実施例３）
加熱温度を１４０℃に固定し、加熱時間を種々の時間に設定したことを除き、実施例１の（１）および（２）と同様の操作を行ない、泳動ゲルのＧ励起での画像を得た。その結果を図２３に示す。図中、レーンＭ１はマーカー〔タカラバイオ（株）製、商品名：λ−Ｈｉｎｄ ＩＩＩ ｄｉｇｅｓｔ〕の電気泳動パターン、レーン１は未処理試料の電気泳動パターン、レーン２は１２０℃で０．１５分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン３は１２０℃で３分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン４は１２０℃で１０分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン５、７および８は１４０℃で０．１５分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン６は１４０℃で３分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン７は１４０℃で１０分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターンを示す。なお、加熱処理のサーマルプロファイルを、以下のように設定した。ここで、加熱時間とは、下記（ｉｉ−３）の加熱時間をいう。なお、（ｉｉ−４）における冷却を、試料への空気の吹き付けに伴う試料の放熱によって行なった。
＜サーマルプロファイル＞
下記（ｉｉ−１）乃至（ｉｉ−４）のステップ：
（ｉｉ−１）３０秒間で常温（２０℃）から１００℃までの昇温
（ｉｉ−２）６０秒間で１００℃から１２０℃または１４０℃までの昇温
（ｉｉ−３）１４０℃で０．１５乃至１０分間の加熱
（ｉｉ−４）１２０℃または１４０℃から２０℃への冷却

【0079】

図２３に示された結果から、加熱処理時の加熱時間が長いほど、得られた断片の平均長が低下していることがわかった。

【0080】

図２３に示された結果のうち、加熱温度：１４０℃の場合の電気泳動パターンに対して、画像処理ソフトウェア〔アメリカ国立衛生研究所提供、商品名：Ｉｍａｇｅ Ｊ〕を用い、各レーンのバンドの濃淡の強度とバンドの移動度との関係を示す移動度スペクトルを求めた。つぎに、各加熱時間での移動度スペクトル中のピークのうち、最も高いピークを示すバンドの移動度を算出した。マーカーの移動度スペクトルを参照して核酸断片のバンドの移動度と核酸断片長の関係を調べた。加熱時間および核酸断片長を、加熱時間をｘ軸および核酸断片長をｙ軸とする二次元座標上にプロットした。つぎに、プロットされたデータ点群について、データ解析・グラグ作成ソフトウェア〔ヒューリンクス（Ｈｕｌｉｎｋｓ）社製、商品名：ＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ〕を用いて近似曲線を求めた。その結果を図２４に示す。なお、図２４中、加熱時間は、サーマルプロファイルのステップ（ｉｉ−１）、ステップ（ｉｉ−２）およびステップ（ｉｉ−３）の加熱時間の合計とした。

【0081】

図２４の近似曲線は、式（ＩＩ）
Ｍ＝Ａ＋Ｂ×ｅｘｐ{−Ｋｔ} （ＩＩ）
（式中、Ｍは核酸断片長（所望のヌクレオチド長）、Ａは最小ヌクレオチド長、Ｂは加熱処理前の核酸のヌクレオチド長、Ｋは加熱処理による核酸の断片化速度定数、ｔは加熱時間を示す）
で表わされることがわかった。図２４に示された近似曲線は、時間ｔの関数であった。そこで、ｔの値を式（ＩＩ）に代入することにより、式（ＩＩ）におけるＡ、ＢおよびＫを求めた。その結果、以下の通りであった。Ａ＝５０、Ｂ＝４．８５×１０⁴およびＫ＝２．５。得られたＡ、ＢおよびＫは、４８５００ｂｐのＤＮＡを１４０℃で加熱する加熱処理が反映された値であった。したがって、式（ＩＩ）への所望のヌクレオチド長の代入により、１４０℃での加熱処理における加熱時間が求められることがわかった。よって、式（ＩＩ）によれば、一定加熱温度での加熱処理において、所望のヌクレオチド長が得られる加熱時間が求められることがわかった。

【0082】

（実施例４）
核酸の種類および緩衝液を表２のように変更したことを除き、実施例３と同様の操作を行なった。その後、式（ＩＩ）を用い、各条件に対する加熱処理による核酸の断片化速度定数Ｋを算出した。その結果を表２に示す。

【0083】

表２に示された結果から、対象核酸の種類、試料に含まれる緩衝剤の種類および試料の伝導度によって、加熱処理による核酸の断片化速度定数Ｋの値が異なることがわかった。

【0084】

【表2】

【0085】

（実施例５）
（１）種々の加熱温度での加熱処理によるλＤＮＡの断片化処理
ＰＢ１．５ｍＬにλＤＮＡ〔タカラバイオ（株）製、０．３μｇ／μＬ〕２５μＬを添加して混合液を得た。得られた混合液をオートクレーブ〔アズワン社製、商品名：サイエンスオートクレーブ ＮＣＣ−１７０１〕に供し、９５℃、１２１℃または１３２℃で２０分間の加熱処理を行なった。

【0086】

（２）加熱処理によるλＤＮＡの断片化の評価
実施例５の（１）で得られた試料１０μＬを用いたことを除き、実施例１の（２）と同様の操作を行ない、泳動ゲルを得た。

【0087】

得られた泳動ゲルを、核酸染色液〔ＳＹＢＲ Ｇｒｅｅｎ ＩＩを１×ＴＢＥで１００００倍希釈した希釈液〕に３０分間浸漬させて染色した。核酸染色後の泳動ゲルを画像解析システム〔バイオラッド社製、商品名：パーソナル分子画像装置〕に供し、蛍光画像を取得した。その結果を図２５に示す。図中、レーンＭ１はマーカー〔タカラバイオ（株）製、商品名：λ−Ｈｉｎｄ ＩＩＩ ｄｉｇｅｓｔ〕の電気泳動パターン、レーン１は未処理試料の電気泳動パターン、レーン２は９５℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン３は１２１℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン４は１３２℃での加熱処理後の試料の電気泳動パターンを示す。また、図中、レーンＭ１の左側の数値は上から順に、３００ｂｐ、２００ｂｐ、１００ｂｐおよび５０ｂｐを示す。

【0088】

図２５に示された結果から、オートクレーブを用いた伝熱法によって加熱処理を行なった場合でも、加熱処理時の加熱温度が高いほど、得られた断片の平均長が低下していることがわかった。

【0089】

図２５と、画像処理ソフトウェア〔アメリカ国立衛生研究所提供、商品名：Ｉｍａｇｅ Ｊ〕とを用い、各レーンのバンドの濃淡の強度とバンドの移動度との関係を示す移動度スペクトルを求めた。つぎに、各加熱温度での移動度スペクトル中のピークのうち、最も高いピークを示すバンドの移動度を算出した。マーカーの移動度スペクトルを参照して核酸断片のバンドの移動度と核酸断片長の関係を調べた。加熱温度および核酸断片長を、加熱温度をｘ軸および核酸断片長をｙ軸とする二次元座標上にプロットした。つぎに、プロットされたデータ点群について、データ解析・グラグ作成ソフトウェア〔ヒューリンクス（Ｈｕｌｉｎｋｓ）社製、商品名：ＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ〕を用い、式（Ｉ）に対してフィッティングした。その結果を図２６に示す。

【0090】

図２６に示された曲線は、式（Ｉ）に示される温度Ｔの関数であった。そこで、Ｔの値を式（Ｉ）に代入することにより、式（Ｉ）におけるＡ、Ｂ、ＨおよびＤを求めた。その結果、以下の通りであった。Ａ＝１４．６７７、Ｂ＝５．４１×１０⁴、Ｈ＝０．３６、Ｄ＝９４．６９３。得られたＡ、ＢおよびＤは、４８５００ｂｐのＤＮＡを２０分間加熱する加熱処理が反映された値であった。したがって、式（Ｉ）への所望のヌクレオチド長の代入により、２０分間の加熱処理における加熱温度が求められることがわかった。よって、式（Ｉ）によれば、加熱手段を問わず、一定加熱時間での加熱処理において、所望のヌクレオチド長が得られる加熱温度が求められることがわかった。

【0091】

（実施例６）
（１）種々の加熱時間での加熱処理によるλＤＮＡの断片化処理
リン酸緩衝液１．５ｍＬにλＤＮＡ〔タカラバイオ（株）製、０．３μｇ／μＬ〕２５μＬを添加して混合液を得た。得られた混合液をオートクレーブ〔アズワン社製、商品名：サイエンスオートクレーブ ＮＣＣ−１７０１〕に供し、１３２℃で５分間、１０分間、１５分間または３０分間の加熱処理を行なった。

【0092】

（２）加熱処理によるλＤＮＡの断片化の評価
実施例６（１）で得られた試料１０μＬを用いたことを除き、実施例５の（２）と同様の操作を行ない、泳動ゲルの蛍光画像を取得した。その結果を図２７に示す。図中、レーンＭ１はマーカー〔タカラバイオ（株）製、商品名：Ｗｉｄｅ−Ｒａｎｇｅ ＤＮＡ Ｌａｄｄｅｒ（５０−１００００ｂｐ）〕の電気泳動パターン、レーンＭ２はマーカー〔タカラバイオ（株）製、商品名：λ−Ｈｉｎｄ ＩＩＩ ｄｉｇｅｓｔ〕の電気泳動パターン、レーン１は未処理試料の電気泳動パターン、レーン２は５分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン３は１０分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン４は１５分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターン、レーン５は３０分間の加熱処理後の試料の電気泳動パターンを示す。

【0093】

図２７に示された結果から、オートクレーブを用いた伝熱法によって加熱処理を行なった場合でも、加熱処理時の加熱時間が高いほど、得られた核酸断片の平均ヌクレオチド長が低下していることがわかった。

【0094】

図２７と、画像処理ソフトウェア〔アメリカ国立衛生研究所提供、商品名：Ｉｍａｇｅ Ｊ〕とを用い、各レーンのバンドの濃淡の強度とバンドの移動度との関係を示す移動度スペクトルを求めた。つぎに、各加熱時間での移動度スペクトル中のピークのうち、最も高いピークを示すバンドの移動度を算出した。マーカーの移動度スペクトルを参照して核酸断片のバンドの移動度と核酸断片長の関係を調べた。加熱時間および核酸断片長を、ｘ軸が加熱時間であり、かつｙ軸が核酸断片長である二次元座標上にプロットした。つぎに、プロットされたデータ点群について、データ解析・グラグ作成ソフトウェア〔ヒューリンクス（Ｈｕｌｉｎｋｓ）社製、商品名：ＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ〕を用い、式（ＩＩ）に対してフィッティングした。その結果を図２８に示す。

【0095】

図２８に示された曲線は、式（ＩＩ）に示される時間ｔの関数であった。そこで、ｔの値を式（ＩＩ）に代入することにより、式（ＩＩ）におけるＡ、ＢおよびＫを求めた。その結果、以下の通りであった。Ａ＝７８．５、Ｂ＝７．９４×１０⁴、Ｋ＝２．５。得られたＡ、ＢおよびＫは、７９４００ｂｐのＤＮＡを１３２℃で加熱する加熱処理が反映された値であった。したがって、式（ＩＩ）への所望のヌクレオチド長の代入により、１３２℃の加熱処理における加熱時間が求められることがわかった。よって、式（ＩＩ）によれば、加熱手段を問わず、一定加熱温度での加熱処理において、所望のヌクレオチド長が得られる加熱時間が求められることがわかった。

【0096】

以上の結果から、本実施形態に係る推定方法および推定装置２によれば、加熱処理条件のうちのいずれか１つの条件または複数の条件を一定とした場合、一定とされなかった加熱処理条件を推定できることがわかった。

【符号の説明】

【0097】

１ 核酸断片化システム
２ 推定装置
２ａ コンピュータ本体
２ｂ 入力デバイス
２ｃ モニタ
３ 加熱装置
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ ハードディスク
２４ 入出力インターフェイス
２５ 読出装置
２６ 通信インターフェイス
２７ 画像出力インターフェイス
２８ バス
４０ 記録媒体
５００ 処理条件ライブラリ
５０１ 加熱温度情報
５０２ 対象核酸情報
５０３ 緩衝剤情報
５０４ 試料導電率情報
５０５ パラメータ値情報
６０１ 画面
６０２ 画面
６１１ グラフ
６１２ コメント
６１３ コメント
６１４ データ点
６１５ コメント
７００ 処理条件ライブラリ
７０１ 対象核酸情報
７０２ パラメータ値情報
７０３ 試料導電率情報
７０４ 緩衝剤情報
７０５ 加熱温度情報
８０１ 画面
８０２ 画面
８０３ 画面
８１１ 描画領域
８１２ コメント
８１３ 断片化曲線
８１４ 許容誤差情報
８１６ 推定断片化曲線
８１７ コメント
８１８ コメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】