JPH0212060A - 細胞の状態のモニター方法及びその装置 - Google Patents
細胞の状態のモニター方法及びその装置Info
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- JPH0212060A JPH0212060A JP16286088A JP16286088A JPH0212060A JP H0212060 A JPH0212060 A JP H0212060A JP 16286088 A JP16286088 A JP 16286088A JP 16286088 A JP16286088 A JP 16286088A JP H0212060 A JPH0212060 A JP H0212060A
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、蛍光もくしは発光色素にて染色した細胞の状
態をモニターする方法及びその装置に関する。
態をモニターする方法及びその装置に関する。
[従来の技術]
蛍光もくしは発光色素を用いた細胞の観察や測定として
、たとえばr’DΔ(I;’ 1uorescein
diaeetate)やQuinII(フィン2)な
どの細胞内物質と反応して蛍光を発する物質により細胞
の機能を測定する場合や、ローダミン、 FI T C
(F tuoresceinisothiocyana
te)など色結合した抗体を用いて細胞表面、内部の抗
原物質の同定を行う場合などがあり、多くの生理活性を
調べるための用途があ[発明が解決しようとする課題] 従来、これらの測定においては、蛍光顕微鏡やフローサ
イトメトリー等を用いて蛍光強度もくしは、蛍光強度の
分布状態や位置同定が行われるのみであった。しかるに
、昨今、培養細胞を用いた薬剤試験や、生理活性物質を
用いた細胞培養等が行われるようになり、この効果を調
べるためには、単に、測定した蛍光強度から細胞の機能
を測定するばかりでなく、効果を顕している細胞の形状
や細胞と細胞との接触、生死の判別といった情報をも同
時に必要となってきている。
、たとえばr’DΔ(I;’ 1uorescein
diaeetate)やQuinII(フィン2)な
どの細胞内物質と反応して蛍光を発する物質により細胞
の機能を測定する場合や、ローダミン、 FI T C
(F tuoresceinisothiocyana
te)など色結合した抗体を用いて細胞表面、内部の抗
原物質の同定を行う場合などがあり、多くの生理活性を
調べるための用途があ[発明が解決しようとする課題] 従来、これらの測定においては、蛍光顕微鏡やフローサ
イトメトリー等を用いて蛍光強度もくしは、蛍光強度の
分布状態や位置同定が行われるのみであった。しかるに
、昨今、培養細胞を用いた薬剤試験や、生理活性物質を
用いた細胞培養等が行われるようになり、この効果を調
べるためには、単に、測定した蛍光強度から細胞の機能
を測定するばかりでなく、効果を顕している細胞の形状
や細胞と細胞との接触、生死の判別といった情報をも同
時に必要となってきている。
このような情報を得るためには、蛍光像だけの測定だけ
でなく、明視野における細胞像も同時に必要となるが、
従来の顕微鏡による目視測定や、フローサイトメトリー
にある粒度測定では、明視野の細胞像を得るのが困難で
あった。
でなく、明視野における細胞像も同時に必要となるが、
従来の顕微鏡による目視測定や、フローサイトメトリー
にある粒度測定では、明視野の細胞像を得るのが困難で
あった。
本発明は、明視野における細胞像をも同時に得ることの
できる細胞の状態のモニター方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。
できる細胞の状態のモニター方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明の細胞の状態のモニター方法は、細胞の像を画像
信号に変える撮像手段及び該撮像手段よりの画像信号を
二値化処理して記憶する画像メモリを有する画像処理回
路を用い、明視野における細胞と、特定の蛍光もしくは
発光色素にて染色した前記細胞とに対して得た画像メモ
リの両画像データを論理処理することにより、蛍光もし
くは発光色素により表される細胞の状態の特徴量にて、
全細胞中より特定の細胞群を抽出し、その細胞群の明視
nJfにおける細胞の像の特徴量を抽出もくしは観測す
ることを特徴とする。
信号に変える撮像手段及び該撮像手段よりの画像信号を
二値化処理して記憶する画像メモリを有する画像処理回
路を用い、明視野における細胞と、特定の蛍光もしくは
発光色素にて染色した前記細胞とに対して得た画像メモ
リの両画像データを論理処理することにより、蛍光もし
くは発光色素により表される細胞の状態の特徴量にて、
全細胞中より特定の細胞群を抽出し、その細胞群の明視
nJfにおける細胞の像の特徴量を抽出もくしは観測す
ることを特徴とする。
[実施例]
本発明の細胞の状態のモニター方法を実施するのに適し
た装置の一例を第1図に示している。
た装置の一例を第1図に示している。
! a、 I b、 1 c及びldはそれぞれ顕1!
l:mlを構成する、明視野用の光源、細胞試料Xを載
置するステージ及び、対物レンズ、蛍光用光源である。
l:mlを構成する、明視野用の光源、細胞試料Xを載
置するステージ及び、対物レンズ、蛍光用光源である。
S。
及びS、は、光源1a及びldの前に設けられたシャッ
ターであり、Mは、顕微miの光路に設けられたグイク
ロイックミラーであり、pt&びF、はそれぞれ励起用
フィルタ及び吸収フィルタである。2は、対物レンズ1
cを通した細胞試料Xの像を画像信号に変換するテレビ
カメラである。3は、テレビカメラ2よりのアナログの
画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器であり
、4は、A/D変換されたデジタル信号を、適当なしき
い値を境として二値化する二値化回路である。5.6及
び7は二値化回路4よりの画像データを記憶する画像メ
モリであり、細胞試料Xとして特定の蛍光らくしは発光
色素にて染色したものを用いたと1の蛍光(発光)像や
前記細胞試料Xと同一の細胞群でかつ同一位置に対する
明視野等の像をそれぞれ個別に記憶する。
ターであり、Mは、顕微miの光路に設けられたグイク
ロイックミラーであり、pt&びF、はそれぞれ励起用
フィルタ及び吸収フィルタである。2は、対物レンズ1
cを通した細胞試料Xの像を画像信号に変換するテレビ
カメラである。3は、テレビカメラ2よりのアナログの
画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器であり
、4は、A/D変換されたデジタル信号を、適当なしき
い値を境として二値化する二値化回路である。5.6及
び7は二値化回路4よりの画像データを記憶する画像メ
モリであり、細胞試料Xとして特定の蛍光らくしは発光
色素にて染色したものを用いたと1の蛍光(発光)像や
前記細胞試料Xと同一の細胞群でかつ同一位置に対する
明視野等の像をそれぞれ個別に記憶する。
蛍光物質には、たとえば、生細胞だけが蛍光を発するF
’DA、cl;’DAやカルシウムの存在により蛍光を
発するQuin[I、 FraIl、細胞内の核酸の存
在により蛍光を発するエチジウム・ブロマイドなどの他
にローダミン、r’lTc、PEなどを結合させた抗体
などを用いることができる。特にローダミン、FITC
,PEなどを結合させたモノクローナル抗体は、細胞表
面や内部の抗原に特異的に結合するため、細胞の分化や
亜群の識別に有効である。尚、蛍光波長の選択は染色し
た色素の特性に合わせればよい。
’DA、cl;’DAやカルシウムの存在により蛍光を
発するQuin[I、 FraIl、細胞内の核酸の存
在により蛍光を発するエチジウム・ブロマイドなどの他
にローダミン、r’lTc、PEなどを結合させた抗体
などを用いることができる。特にローダミン、FITC
,PEなどを結合させたモノクローナル抗体は、細胞表
面や内部の抗原に特異的に結合するため、細胞の分化や
亜群の識別に有効である。尚、蛍光波長の選択は染色し
た色素の特性に合わせればよい。
8は、画像メモリ5.6及び7にメモリされた蛍光(発
光)像と、明視野の像との画像データを論理処理ケる画
像処理回路であり、具体的には、画像メモリ5.6及び
7の画像データで対応する画素Ds、Da及びD7毎に
論理積即ち、Da・Da”Dvを取る。又、この画像処
理回路8では、各画素毎のデータD s 、 D s及
びり、を加減算することらでき、論理積だけでなく、論
理和、排他的論理和、ノット等の処理が行える。9は画
像処理回路8よりの処理データに基づき、クラスターの
数(細胞数)や各細胞の大きさ、直径、扁平度、細胞内
構造物の有無及びその分布m等の形状データを演算する
特徴量出力回路である。
光)像と、明視野の像との画像データを論理処理ケる画
像処理回路であり、具体的には、画像メモリ5.6及び
7の画像データで対応する画素Ds、Da及びD7毎に
論理積即ち、Da・Da”Dvを取る。又、この画像処
理回路8では、各画素毎のデータD s 、 D s及
びり、を加減算することらでき、論理積だけでなく、論
理和、排他的論理和、ノット等の処理が行える。9は画
像処理回路8よりの処理データに基づき、クラスターの
数(細胞数)や各細胞の大きさ、直径、扁平度、細胞内
構造物の有無及びその分布m等の形状データを演算する
特徴量出力回路である。
上記装置における動作を説明する。
蛍光色素等で染色した細胞試料XをステージIb上に載
置し、既述したように、明視野像を観察するときは、シ
ャッターS、のみを開放して明視野用の光源1aよりの
白色光を細胞試料Xに照射する。又、蛍光像の観察のと
きは、シャッターS。
置し、既述したように、明視野像を観察するときは、シ
ャッターS、のみを開放して明視野用の光源1aよりの
白色光を細胞試料Xに照射する。又、蛍光像の観察のと
きは、シャッターS。
のみを開放し、蛍光用光源1dよりの蛍光を励起用フィ
ルタFl及びグイクロイックミラーMを介して細胞試料
Xに照射する。又、発光測定のときはシャッターS l
t S Rの双方を閉じて不要な光が試料Xに入射し
ないようにする。細胞試料Xの明視野像あるいは蛍光像
は、対物レンズICで拡大され、グイクロイックミラー
M及び吸収フィルタF、を介してテレビカメラ2で画像
信号に変換される。変換された画像信号はΔ/D変換器
3でアナログ信号からデジタル信号に変換され、更に、
二値化回路4によって二値化信号にされる。二値化回路
4より出力される二値化信号は、細胞試料Xに用いた蛍
光色素の種類によっであるいは明視野における像によっ
て画像メモリ5あるいは画像メモリ6あるいは画像メモ
リ7にそれぞれ個別に記憶される。各画像メモリ5,6
.7に記憶された画像データは次に続み出され、画像処
理回路8にて、既述したように、各画像データで対応す
る画素毎に論理積がとられ、この論理積に基づき、特徴
n1出力回路9において、蛍光色素の表現する細胞の特
徴をらとに、全細胞中より特定の細胞群を抽出できる。
ルタFl及びグイクロイックミラーMを介して細胞試料
Xに照射する。又、発光測定のときはシャッターS l
t S Rの双方を閉じて不要な光が試料Xに入射し
ないようにする。細胞試料Xの明視野像あるいは蛍光像
は、対物レンズICで拡大され、グイクロイックミラー
M及び吸収フィルタF、を介してテレビカメラ2で画像
信号に変換される。変換された画像信号はΔ/D変換器
3でアナログ信号からデジタル信号に変換され、更に、
二値化回路4によって二値化信号にされる。二値化回路
4より出力される二値化信号は、細胞試料Xに用いた蛍
光色素の種類によっであるいは明視野における像によっ
て画像メモリ5あるいは画像メモリ6あるいは画像メモ
リ7にそれぞれ個別に記憶される。各画像メモリ5,6
.7に記憶された画像データは次に続み出され、画像処
理回路8にて、既述したように、各画像データで対応す
る画素毎に論理積がとられ、この論理積に基づき、特徴
n1出力回路9において、蛍光色素の表現する細胞の特
徴をらとに、全細胞中より特定の細胞群を抽出できる。
又、画像処理回路8で例えば論理差をとれば、細胞の生
死について測定することもでき、蛍光像については、そ
の蛍光強度により、さらに機能を細別し、抽出、観測す
ることができる。
死について測定することもでき、蛍光像については、そ
の蛍光強度により、さらに機能を細別し、抽出、観測す
ることができる。
また、蛍光もしくは発光波長の異なる染色物質で2重染
色、3重染色したものについても取り込み回数をふやす
だけで同様に可能である。この場合、抽出もしくは観測
できる特徴飛を増や仕るため、より詳しい細胞の状態と
同時に知ることができる。
色、3重染色したものについても取り込み回数をふやす
だけで同様に可能である。この場合、抽出もしくは観測
できる特徴飛を増や仕るため、より詳しい細胞の状態と
同時に知ることができる。
以下、上記装置による測定例を説明する。
測定例1
マウス(c57BL/6)の婢臓よりリンパ球を抽出し
、アンチマウスモノクローナル抗体にて染色した。モノ
クローナル抗体は、 ■ローダミン結合anti Thy t 、 2■FI
TC結合anti Lyt2 を用いた。
、アンチマウスモノクローナル抗体にて染色した。モノ
クローナル抗体は、 ■ローダミン結合anti Thy t 、 2■FI
TC結合anti Lyt2 を用いた。
上記■■を用いて2重染色(double 5tain
)を行つた。この2重染色を行った細胞を■のローダミ
ン結合を調べるために、励起用フィルタF1及び吸収フ
ィルタFtにそれぞれ、励起波長が510ないし560
nm及び吸収波長が59Or+a以下のG(グリーン)
フィルタを用い、■のPI’rC結合を調べるために、
励起用フィルタF、及び吸収フィルタF、にそれぞれ、
励起波長が420ないし490nm及び吸収波長が52
On11以下のB(ブルー)フィルタを用い、それぞれ
の像と、明視野における像との計38iの像を取り込み
、それぞれ画像メモリ5.6.7に記憶さ仕た。そ]2
て、画像処理回路8にて画像メモリ5,6.7からの3
つの画像信号の論理積をとることにより、クラスターの
数、大きさ、偏平度の測定を行った。これらの測定結果
により、マウス牌臓細胞中のキラー/サプレッサ′r細
胞の比率、形状データについて測定できた。
)を行つた。この2重染色を行った細胞を■のローダミ
ン結合を調べるために、励起用フィルタF1及び吸収フ
ィルタFtにそれぞれ、励起波長が510ないし560
nm及び吸収波長が59Or+a以下のG(グリーン)
フィルタを用い、■のPI’rC結合を調べるために、
励起用フィルタF、及び吸収フィルタF、にそれぞれ、
励起波長が420ないし490nm及び吸収波長が52
On11以下のB(ブルー)フィルタを用い、それぞれ
の像と、明視野における像との計38iの像を取り込み
、それぞれ画像メモリ5.6.7に記憶さ仕た。そ]2
て、画像処理回路8にて画像メモリ5,6.7からの3
つの画像信号の論理積をとることにより、クラスターの
数、大きさ、偏平度の測定を行った。これらの測定結果
により、マウス牌臓細胞中のキラー/サプレッサ′r細
胞の比率、形状データについて測定できた。
測定例2
マウス(c5713L/6)の牌臓より比重遠心法にて
リンパ球を分離し、これに、マイトジェンであるCon
A(コンカナバリンA)を添加した培養液IN P M
+−川用40中にて2日間培養した。培養開始前と2
日後にそれぞれFDA(生細胞のみ蛍光を発する)にて
染色し、Bフィルタを用いた蛍光像と、明視野像とを取
り込み、それぞれ画像メモリ5.6に記憶さけた。
リンパ球を分離し、これに、マイトジェンであるCon
A(コンカナバリンA)を添加した培養液IN P M
+−川用40中にて2日間培養した。培養開始前と2
日後にそれぞれFDA(生細胞のみ蛍光を発する)にて
染色し、Bフィルタを用いた蛍光像と、明視野像とを取
り込み、それぞれ画像メモリ5.6に記憶さけた。
そして、画像処理回路8における論理積後の画像につい
て形状データ(太ささ、偏平度等)を測定した。これよ
り、ConA刺激前後において生細胞の面積及び偏平度
の分布に差を測定でき、Co n A刺激したリンパ球
の生細胞の幼若化を判定できた。
て形状データ(太ささ、偏平度等)を測定した。これよ
り、ConA刺激前後において生細胞の面積及び偏平度
の分布に差を測定でき、Co n A刺激したリンパ球
の生細胞の幼若化を判定できた。
第2図(A)及び第2図(Ll)は、ConAによる刺
激前と刺激後とにおける細胞の大きさを表しており、又
、第3図(A)及び第3図(El)は、ConAによる
刺激前と刺激後とにおける細胞の偏平度を表している。
激前と刺激後とにおける細胞の大きさを表しており、又
、第3図(A)及び第3図(El)は、ConAによる
刺激前と刺激後とにおける細胞の偏平度を表している。
尚、偏平度は下式より求めた。
下表は、6グラフにおける観測された細胞数N。
面積あるいは偏平度の平均値M、標命偏差s、d値をま
とめている。
とめている。
表
N M s 、 d
第2図(A) 76 100.8 24.5
第2図(B) 90 172.2 5.98
第3図(A) ?5 1.04.4 3.1
第3図(n) 75 107.1 3.5又、
」二足論理積後の画像データを画像メモリ6の明視野像
より減算することにより、死細胞についてら抽出、測定
することができた。
第2図(B) 90 172.2 5.98
第3図(A) ?5 1.04.4 3.1
第3図(n) 75 107.1 3.5又、
」二足論理積後の画像データを画像メモリ6の明視野像
より減算することにより、死細胞についてら抽出、測定
することができた。
[発明の効果]
本発明は、特定の蛍光もしくは発光色素にて染色した細
胞を、その蛍光像と明視野像との両方の像の論理処理に
より、蛍光もしくは発光色素の表現する細胞の特徴にて
、特定の細胞群をhlJ出し、その細胞1tTの明視9
+F像より得られる細胞の特徴を抽出し、観測すること
ができる。また、蛍光色素を選択することにより、種々
の細胞の特徴(機能)を形状データ等ととらに得ること
ができる。その結果、細胞の状態についてより詳しいモ
ニターができるようになる。
胞を、その蛍光像と明視野像との両方の像の論理処理に
より、蛍光もしくは発光色素の表現する細胞の特徴にて
、特定の細胞群をhlJ出し、その細胞1tTの明視9
+F像より得られる細胞の特徴を抽出し、観測すること
ができる。また、蛍光色素を選択することにより、種々
の細胞の特徴(機能)を形状データ等ととらに得ること
ができる。その結果、細胞の状態についてより詳しいモ
ニターができるようになる。
第1図は本発明の細胞の状態のモニター方法の実施に適
した装置の一列を示すブロック図、第2図(Δ)及び第
2図(I〕)は、ConAによる刺激+iiTと刺激後
とにおける細胞の大きさを表すグラフ、第3図(A)及
び第3図(i3)は、ConAによる刺激前と刺激後と
にお()る細胞の偏平度を表すグラフである。 ト・・顕微鏡、2・・・テレビカメラ、3・・・A/]
〕変換器、4・・二値化回路、5,6.7・・・画像メ
モリ、8・・・画像処理回路、9・・・特徴量出力回路
、X・・・細胞試料。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 前出 葆 外I名 Fg胞技〔%〕 〜 ω MIF4巳数A%) 細計榎%〕 ω 、1 #E肥放 (%)
した装置の一列を示すブロック図、第2図(Δ)及び第
2図(I〕)は、ConAによる刺激+iiTと刺激後
とにおける細胞の大きさを表すグラフ、第3図(A)及
び第3図(i3)は、ConAによる刺激前と刺激後と
にお()る細胞の偏平度を表すグラフである。 ト・・顕微鏡、2・・・テレビカメラ、3・・・A/]
〕変換器、4・・二値化回路、5,6.7・・・画像メ
モリ、8・・・画像処理回路、9・・・特徴量出力回路
、X・・・細胞試料。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 前出 葆 外I名 Fg胞技〔%〕 〜 ω MIF4巳数A%) 細計榎%〕 ω 、1 #E肥放 (%)
Claims (2)
- (1)細胞の像を画像信号に変える撮像手段及び該撮像
手段よりの画像信号を二値化処理して記憶する画像メモ
リを有する画像処理回路を用い、明視野における細胞と
、特定の蛍光もしくは発光色素にて染色した前記細胞と
に対して得た画像メモリの両画像データを論理処理する
ことにより、蛍光もしくは発光色素により表される細胞
の状態の特徴量にて、全細胞中より特定の細胞群を抽出
し、その細胞群の明視野における細胞の像の特徴量を抽
出もくしは観測することを特徴とする細胞の状態のモニ
ター方法。 - (2)細胞の像を画像信号に変える撮像手段及び該撮像
手段よりの画像信号を二値化処理して記憶する画像メモ
リを有する画像処理回路を用い、明視野における細胞と
、特定の蛍光もしくは発光色素にて染色した前記細胞と
に対して得た画像メモリの両画像データを論理処理する
ことにより、蛍光もしくは発光色素により表される細胞
の状態の特徴量にて、全細胞中より特定の細胞群を抽出
し、その細胞群の明視野における細胞の像の特徴量を抽
出もくしは観測することを特徴とする細胞の状態のモニ
ター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16286088A JPH0212060A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 細胞の状態のモニター方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16286088A JPH0212060A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 細胞の状態のモニター方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212060A true JPH0212060A (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=15762628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16286088A Pending JPH0212060A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 細胞の状態のモニター方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212060A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2651321A1 (fr) * | 1989-08-24 | 1991-03-01 | Olympus Optical Co | Procede de formation d'une image de la distribution bidimensionnelle de la concentration ionique dans une cellule vivante. |
| JP2002544531A (ja) * | 1999-05-13 | 2002-12-24 | リソリューション サイエンシーズ コーポレーション | デジタル画像の変換 |
| WO2016093090A1 (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-16 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置及び画像処理プログラム |
| JP2018180635A (ja) * | 2017-04-04 | 2018-11-15 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16286088A patent/JPH0212060A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2651321A1 (fr) * | 1989-08-24 | 1991-03-01 | Olympus Optical Co | Procede de formation d'une image de la distribution bidimensionnelle de la concentration ionique dans une cellule vivante. |
| JP2002544531A (ja) * | 1999-05-13 | 2002-12-24 | リソリューション サイエンシーズ コーポレーション | デジタル画像の変換 |
| WO2016093090A1 (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-16 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置及び画像処理プログラム |
| JPWO2016093090A1 (ja) * | 2014-12-09 | 2017-09-14 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置及び画像処理プログラム |
| US10509023B2 (en) | 2014-12-09 | 2019-12-17 | Konica Minolta, Inc. | Image processing apparatus and computer readable medium for image processing |
| JP2018180635A (ja) * | 2017-04-04 | 2018-11-15 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム |
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