JPH0259954B2 - - Google Patents
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- Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、オートラジオグラフイーにおける信
号処理方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a signal processing method in autoradiography.
支持媒体上において少なくとも一次元的方向に
分布して分布列を形成している放射性標識物質の
位置情報を得るための方法としてオートラジオグ
ラフイーが既に知られている。 Autoradiography is already known as a method for obtaining positional information of radiolabeled substances that are distributed in at least one dimension to form a distribution array on a support medium.
たとえば、蛋白質、核酸などのような生物体由
来の高分子物質に放射性標識を付与し、その放射
性標識高分子物質、その誘導体、あるいはその分
解物などをゲル電気泳動などの分離操作にかけて
ゲル状支持媒体において分離展開し、そのゲル状
支持媒体と高感度Ｘ線フイルムとを一定時間重ね
合わせることにより、該フイルムを感光させ、そ
の感光部位から得られる該ゲル状支持媒体上にお
ける放射性標識物質の位置情報を基にして、その
高分子物質の分離、同定、あるいは高分子物質の
分子量、特性の評価などを行なう方法も開発さ
れ、実際に利用されている。 For example, a radioactive label is added to a biologically derived polymeric substance such as a protein or a nucleic acid, and the radiolabeled polymeric substance, its derivative, or its decomposition product is subjected to a separation operation such as gel electrophoresis to form a gel-like support. The gel-like support medium is separated and developed in a medium, and the gel-like support medium and a high-sensitivity X-ray film are overlaid for a certain period of time to expose the film to light, and the position of the radiolabeled substance on the gel-like support medium obtained from the exposed area is determined. Based on this information, methods for separating and identifying the polymeric substances, or evaluating the molecular weight and characteristics of the polymeric substances have also been developed and are in actual use.
オートラジオグラフイーは、上述のように放射
線写真法を利用することにより、放射性標識物質
の細胞単位、又は分子単位の位置情報を視覚的に
観測することができるという大きな利点を持つて
いる。しかし、換言すれば、放射線写真法を利用
するオートラジオグラフイーにおいては、放射性
標識物質の位置情報を得るためにはこの位置情報
を有するオートラジオグラフを放射線写真フイル
ム上に可視化することが必須となつている。 Autoradiography has the great advantage of being able to visually observe the positional information of a radiolabeled substance on a cellular or molecular basis by utilizing radiography as described above. However, in other words, in autoradiography that uses radiography, it is essential to visualize an autoradiograph containing this position information on the radiographic film in order to obtain position information of the radiolabeled substance. It's summery.
従つて、研究者は、その可視化されたオートラ
ジオグラフを自分自身の目で判断することによ
り、試料中の放射性標識物質の分布を測定し、放
射性標識が付与された特定物質についての位置情
報の知見を得ている。 Therefore, by judging the visualized autoradiograph with their own eyes, researchers can measure the distribution of radiolabeled substances in the sample and obtain location information about specific radiolabeled substances. Gaining knowledge.
また、上記のようにして得られた放射性標識物
質の位置情報を基にさらに種々の解析を加えるこ
とにより、その放射性標識を付与された物質の分
離、同定、あるいは特定物質の分子量、特性の評
価も行なわれている。たとえば、上記オートラジ
オグラフイーは、特に近年においてDNAなどの
核酸の塩基配列の決定にも有効に利用されてお
り、従つて生物体に由来する高分子物質の構造決
定において非常に有用な手段となつているが、そ
のような物質の構造決定も人間の視覚的な判断を
経由して行なわれている。 Furthermore, by performing various analyzes based on the position information of the radiolabeled substance obtained as described above, it is possible to separate and identify the radiolabeled substance, or evaluate the molecular weight and characteristics of a specific substance. is also being carried out. For example, the above-mentioned autoradiography has been effectively used to determine the base sequence of nucleic acids such as DNA, especially in recent years, and is therefore an extremely useful means for determining the structure of polymeric substances derived from living organisms. However, the determination of the structure of such materials is also done through human visual judgment.
すなわち、オートラジオグラフイーは生物体の
組織および／または生物体由来の物質についての
構造、機能などを解明する上で有用な方法である
が、得られたオートラジオグラフの解析は、通
常、人間の視覚を通して行なわれており、そのた
めに多大な時間と労力が費されている。 In other words, autoradiography is a useful method for elucidating the structure, function, etc. of biological tissues and/or substances derived from living organisms, but the analysis of the obtained autoradiographs is usually performed by humans. This is done through visual perception, and a great deal of time and effort is spent on this purpose.
また、人間の目に依存しているためのオートラ
ジオグラフを解析して得られる位置情報が研究者
によつて異なるなど得られる情報の精度には限界
がある。特に、試料の量が少ない、放射性標識物
質から放射される放射線エネルギーが弱い、好適
な露光条件が得られないなどのために、放射線フ
イルム上に可視化されたオートラジオグラフが良
好な画質（鮮鋭度、コントラスト）を有していな
い場合には満足できる情報が得られがたく、その
精度は低下しがちであるという問題がある。 Furthermore, since the method relies on the human eye, the accuracy of the information obtained by analyzing autoradiographs varies depending on the researcher, and there are limits to the accuracy of the information obtained. In particular, autoradiographs visualized on radiographic film have poor image quality (sharpness) due to the small amount of sample, the weak radiation energy emitted from radiolabeled substances, and the inability to obtain suitable exposure conditions. , contrast), it is difficult to obtain satisfactory information and the accuracy tends to decrease.
従来より、位置情報の精度を向上させるために
は、たとえば、その可視化されたオートラジオグ
ラフをスキヤニングデンシトメーターなどの測定
器具を用いて測定することが行なわれている。し
かしながら、このことは、オートラジオグラフの
解析に要する時間をふやし、その操作を煩雑にす
るものである。 Conventionally, in order to improve the accuracy of positional information, for example, the visualized autoradiograph has been measured using a measuring instrument such as a scanning densitometer. However, this increases the time required to analyze the autoradiograph and complicates the operation.
このほかに、上記の位置情報を有するオートラ
ジオグラフを放射線写真フイルム上に可視化する
ためには、試料と放射線写真フイルムとを長時間
（たとえば、数日間）重ね合わせて露光する必要
がある。また、放射線写真フイルムの感光成分で
ある銀塩が試料中の各種の物質によつて受ける化
学カブリを低減するために、露光操作は低温（０
〜−90℃）で行なわなければならなく、その露光
条件には種々の制限がある。さらに、放射線写真
フイルムの感光成分の銀塩は、物理的な刺激にも
影響されやすい、すなわち物理カブリを受けやす
いために、その取り扱いには高度の熟練と注意を
要し、従つてオートラジオグラフイーの操作を一
層複雑にしている。 In addition, in order to visualize an autoradiograph having the above-mentioned positional information on a radiographic film, it is necessary to superimpose the sample and the radiographic film for a long period of time (for example, several days) and expose them to light. In addition, in order to reduce chemical fog caused by various substances in the sample on the silver salt, which is a photosensitive component of radiographic film, the exposure operation is carried out at low temperatures (0.
(~-90°C), and there are various restrictions on the exposure conditions. Furthermore, silver salts, which are the light-sensitive components of radiographic film, are easily affected by physical stimuli, that is, susceptible to physical fog, so handling them requires a high degree of skill and care. This makes Yi's operations even more complicated.
また、このようにして得られる画像は、上記の
化学カブリおよび物理カブリのほかに、長時間の
露光操作の間に放射性標識物質以外の試料中に含
まれる自然放射能、あるいは環境放射能によつて
画質が低下する傾向がある。 In addition to the chemical fog and physical fog mentioned above, images obtained in this way are also affected by natural radioactivity or environmental radioactivity contained in the sample other than the radiolabeled substance during long exposure operations. There is a tendency for image quality to deteriorate.
本発明者は、従来のオートラジオグラフイーに
おいて利用されている放射線フイルムを用いる放
射線写真法の代りに、蓄積性蛍光体シートを用い
る放射線像変換方法を利用することにより、放射
性標識物質の位置情報を有するオートラジオグラ
フを、一方では可視画像とすることなくその位置
情報をデジタル信号として得、そして得られたデ
ジタル信号に好適な信号処理を施すことにより放
射性標識物質の一次元的な位置情報を記号およ
び／または数値で表示し、また一方では、上記放
射線像変換方法を利用することにより得られた電
気信号またはデジタル信号からオートラジオグラ
フに対応する可視画像をも得ることを実現し、本
発明に到達した。 The present inventor has developed a system that uses a radiation image conversion method that uses a stimulable phosphor sheet instead of the radiographic method that uses a radiation film used in conventional autoradiography to provide information on the position of a radiolabeled substance. One-dimensional positional information of the radiolabeled substance can be obtained by obtaining the positional information of the autoradiograph as a digital signal without converting it into a visible image, and then applying suitable signal processing to the obtained digital signal. According to the present invention, it is possible to obtain a visible image corresponding to an autoradiograph from an electric signal or a digital signal obtained by using the radiographic image conversion method described above, and on the other hand, the present invention reached.
すなわち、本発明は、支持媒体上において少な
くとも一次元的方向に分布している放射性標識物
質から放出される放射線エネルギーを蓄積性蛍光
体シートに吸収させることによつて、この蓄積性
蛍光体シートに該放射性標識物質の位置情報を有
するオートラジオグラフを蓄積記録したのち、該
蓄積性蛍光体シートを電磁波で走査して該オート
ラジオグラフを輝尽光として放出させ、そしてこ
の輝尽光を光電的に読み出すことにより得られる
該オートラジオグラフに対応するデジタル信号に
ついて、
） 信号処理のための一次元的走査方向を決定
する工程、
） 該走査方向上のサンプリング点を検出する
工程、
を含む信号処理を行なうことにより、該オートラ
ジオグラフ上の一次元的な位置情報を記号およ
び／または数値として得、一方では、該輝尽光を
光電的に読み出すことにより得られる該オートラ
ジオグラフに対応する電気信号またはデジタル信
号より該オートラジオグラフを可視画像としても
得ることを特徴とするオートラジオグラフイーに
おける信号処理方法を提供するものである。 That is, the present invention allows the stimulable phosphor sheet to absorb radiation energy emitted from a radiolabeled substance distributed in at least one dimension on the support medium. After accumulating and recording an autoradiograph having positional information of the radiolabeled substance, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light, and this photostimulated light is photoelectrically transmitted. signal processing for a digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by reading out the autoradiograph, including: ) determining a one-dimensional scanning direction for signal processing; ) detecting sampling points on the scanning direction. By performing this, one-dimensional positional information on the autoradiograph is obtained as symbols and/or numerical values, and on the other hand, the electrical information corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the stimulated light is obtained. The present invention provides a signal processing method in autoradiography, characterized in that the autoradiograph is also obtained as a visible image from a signal or a digital signal.
ここにおいて、従来の放射線写真法に代る放射
線像変換方法とは、たとえば、特開昭55−12145
号公報等に記載されているように、輝尽性蛍光体
を有する蓄積性蛍光体シートを用いるもので、被
写体を透過した、あるいは被検体から放出される
放射線エネルギーをこの蓄積性蛍光体シートの輝
尽性蛍光体に吸収させ、そののちに輝尽性蛍光体
を可視光線および赤外線などの電磁波（励起光）
で走査することにより、輝尽性蛍光体中に蓄積さ
れている放射線エネルギーを蛍光（輝尽発光）と
して放出させ、この蛍光を光電的に読み取つて電
気信号を得るか、さらにこの電気信号を可視画像
として再生するか、あるいはＡ／Ｄ変換してデジ
タル信号として得るものである。 Here, the radiation image conversion method that replaces the conventional radiography method is, for example,
As described in the publication, a stimulable phosphor sheet containing a stimulable phosphor is used, and the radiation energy transmitted through the subject or emitted from the subject is absorbed by the stimulable phosphor sheet. The stimulable phosphor is absorbed by the stimulable phosphor, and then exposed to electromagnetic waves (excitation light) such as visible light and infrared rays.
By scanning with It can be reproduced as an image, or it can be A/D converted and obtained as a digital signal.
また、蓄積性蛍光体シートは、たとえば、二価
のユーロピウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲ
ン化物系蛍光体などの輝尽性蛍光体を含有するも
のである。この輝尽性蛍光体は、Ｘ線、α線、β
線、γ線、紫外線などの放射線の照射を受けてそ
の放射線エネルギーの一部を蓄積したのち、可視
光線および赤外線などの電磁波（励起光）の照射
を受けるとその蓄積エネルギーに応じて輝尽発光
を示す性質を有している。 Further, the stimulable phosphor sheet contains, for example, a stimulable phosphor such as a divalent europium-activated alkaline earth metal fluorohalide phosphor. This stimulable phosphor can be used for X-rays, α-rays, β-rays,
After being irradiated with radiation such as rays, gamma rays, and ultraviolet rays and accumulating a portion of the radiation energy, when irradiated with electromagnetic waves (excitation light) such as visible light and infrared rays, photostimulated luminescence occurs depending on the accumulated energy. It has the property of indicating.
すなわち、本発明は、オートラジオグラフイー
において上記放射線像変換方法を利用することに
より、支持媒体上において一次元的方向に分布し
ている放射性標識物質の位置情報を、一方では特
に画像化を行なうことなく直接にデジタル信号と
して得、またさらにそのデジタル信号に基づい
て、あるいはＡ／Ｄ変換されてデジタル信号を得
る前の電気信号に基づいて、放射性標識物質の位
置情報を示すオートラジオグラフを可視画像とし
て得るものである。 That is, the present invention utilizes the radiation image conversion method described above in autoradiography to specifically image the positional information of a radiolabeled substance distributed in a one-dimensional direction on a support medium. Furthermore, based on the digital signal, or based on the electric signal before A/D conversion to obtain the digital signal, an autoradiograph indicating the position information of the radiolabeled substance can be visualized. It is obtained as an image.
上記放射線像変換方法は、従来の放射線写真法
と比較して極めて広い放射線露出域（ラチチユー
ド）にわたつて放射線像を記録しうるという非常
に実用的な利点を有している。すなわち、この方
法において用いられる輝尽性蛍光体は、放射線露
光量に対し、その放射線エネルギーを蓄積したの
ち励起光の照射によつて放射される輝尽光の光量
が極めて広い範囲にわたつて比例することが認め
られている。従つて、上記の方法によれば、被検
体のオートラジオグラフに対応する高精度のデジ
タル信号を直接的に得ることができる。 The radiographic image conversion method has the very practical advantage that radiographic images can be recorded over an extremely wide radiation exposure latitude compared to conventional radiographic methods. In other words, in the stimulable phosphor used in this method, the amount of stimulable light emitted by irradiation with excitation light after accumulating the radiation energy is proportional to the amount of radiation exposure over an extremely wide range. It is permitted to do so. Therefore, according to the above method, a highly accurate digital signal corresponding to the autoradiograph of the subject can be directly obtained.
また、被検体のオートラジオグラフを有する輝
尽光を光電的に読み取つて電気信号として得る段
階で読み取りゲインを適当な値に設定することに
より、被検体の条件による露光量の変化、輝尽性
蛍光体の感度のバラツキ、光検出器の感度のバラ
ツキなどの原因によつて蓄積性蛍光体シートに蓄
積される放射線エネルギーのレベルが異なつて
も、これらの因子の変動に影響されないデジタル
信号を得ることができる。さらには被検体から放
出される放射線量を従来より低減させることが可
能となり、これにより、研究者の健康に有害な試
料中の放射性標識物質の量を減少させることを可
能にするものである。 In addition, by setting the reading gain to an appropriate value at the stage of photoelectrically reading the photostimulated light that contains the autoradiograph of the test object and obtaining it as an electrical signal, it is possible to control changes in the exposure amount depending on the conditions of the test object, Even if the level of radiation energy accumulated in the stimulable phosphor sheet varies due to factors such as variations in the sensitivity of the phosphor and the sensitivity of the photodetector, a digital signal that is not affected by variations in these factors can be obtained. be able to. Furthermore, it becomes possible to reduce the amount of radiation emitted from a subject compared to the conventional method, thereby making it possible to reduce the amount of radiolabeled substances in samples that are harmful to the health of researchers.
さらに、上記の蓄積性蛍光体シートを用いる放
射線像変換方法により得られる放射性標識物質の
位置情報を有するデジタル信号を、信号処理機能
を有する適当な信号処理回路を通すことによつ
て、放射性標識物質の位置情報を人間の視覚に頼
ることなく自動的に所望の記号および／または数
値で表示することができる。そして、上記信号処
理回路において、この信号および／または数値で
表示される位置情報にさらに適当な演算処理およ
び他の関連情報を与えることにより、人間の手を
経ることなく所望の情報、たとえば、物質の構
造、機能などに関する情報を得ることが可能であ
る。 Furthermore, by passing the digital signal having the positional information of the radiolabeled substance obtained by the radiation image conversion method using the above-mentioned stimulable phosphor sheet through an appropriate signal processing circuit having a signal processing function, the radiolabeled substance can be detected. position information can be automatically displayed as desired symbols and/or numerical values without relying on human vision. Then, in the signal processing circuit, this signal and/or the position information displayed as a numerical value is further subjected to appropriate arithmetic processing and other related information to obtain desired information, for example, the It is possible to obtain information regarding the structure, functions, etc. of
従つて、本発明は、放射性標識物質の位置情報
を有するオートラジオグラフに対応するデジタル
信号を、デジタル信号処理することによりオート
ラジオグラフの解析を自動化して、従来の方法に
おいて要する時間、労力の大幅な短縮を可能とす
るものである。また、高精度の位置情報を得るこ
とを可能とするものである。 Therefore, the present invention automates the analysis of autoradiographs by digital signal processing of digital signals corresponding to autoradiographs having positional information of radiolabeled substances, thereby saving time and labor required in conventional methods. This makes it possible to significantly shorten the time. It also makes it possible to obtain highly accurate position information.
また、上記放射線像変換方法において蓄積性蛍
光体シートから放出される輝尽光の発光量に基づ
いて、放射性標識物質の一次元的な位置について
の情報と同時に、各位置における放射性標識物質
の相対量についての情報をも得ることができる。
すなわち、従来のオートラジオグラフイーにおけ
るように可視化されたオートラジオグラフに別の
測定手段を用いることなく、放射性標識物質の濃
度分布などの量的情報を得ることが可能となる。 In addition, in the radiation image conversion method described above, based on the amount of stimulated light emitted from the stimulable phosphor sheet, information on the one-dimensional position of the radiolabeled substance and the relative position of the radiolabeled substance at each position are obtained. Information on quantity can also be obtained.
That is, it becomes possible to obtain quantitative information such as the concentration distribution of a radiolabeled substance without using a separate measurement means for the visualized autoradiograph as in conventional autoradiography.
よつて、本発明において「位置情報」とは、試
料中における放射性標識物質もしくはその集合体
の位置を中心とする各種の情報、たとえば、支持
媒体中に存在する放射性物質の集合体の存在位置
と形状、その位置における放射性物質の濃度、分
布などからなる情報の一つもしくは任意の組合わ
せとして得られる各種の情報を意味する。 Therefore, in the present invention, "position information" refers to various information centered on the position of a radioactively labeled substance or an aggregate thereof in a sample, for example, the position of an aggregate of radioactive substances present in a support medium. Refers to various types of information obtained as one or any combination of information such as shape, concentration of radioactive substances at that location, distribution, etc.
上記に述べた種々の利点のほかに、本発明は、
放射性標識物質の位置情報を記号および／または
数値として入手することを可能にすると同時にそ
の位置情報を有するオートラジオグラフを画像と
して視覚化することも可能にする。 In addition to the various advantages mentioned above, the present invention also provides:
It is possible to obtain positional information of a radiolabeled substance as a symbol and/or numerical value, and at the same time, it is also possible to visualize an autoradiograph having the positional information as an image.
このことにより、信号処理により記号および／
または数値として得られた位置情報と可視画像と
を比較することができる。また、他の可視化され
たオートラジオグラフとの比較を可能にするもの
である。特に、これまでのところ、オートラジオ
グラフイーには、放射線写真法がもつぱら利用さ
れており、この従来法により得られた可視画像と
の比較を可能にする。また、可視画像として保存
できることにより、記号および／または数値とし
て磁気テープ等に保存する以外に別の形での記
録・保管が可能となるものである。 This allows signal processing to
Alternatively, the position information obtained as numerical values and the visible image can be compared. It also allows comparison with other visualized autoradiographs. In particular, to date, autoradiography has exclusively utilized radiographic methods, allowing comparison with visible images obtained by this conventional method. Furthermore, since it can be stored as a visible image, it becomes possible to record and store it in other forms than storing it as symbols and/or numerical values on magnetic tape or the like.
さらに、この画像化は、試料のオートラジオグ
ラフに対応する電気信号および／またはデジタル
信号を得たのちに行なわれるものであるから、必
要に応じて、得られるデジタル信号に好適な画像
処理を施すことができ、これにより観察読影性能
が特に優れた可視画像を得ることも可能となる。 Furthermore, since this imaging is performed after obtaining electrical and/or digital signals corresponding to the autoradiograph of the sample, suitable image processing may be applied to the obtained digital signals as necessary. This makes it possible to obtain visible images with particularly excellent observation and interpretation performance.
また、試料の蓄積性蛍光体シートへの露光操作
は、従来の写真画像を得るための露光操作と比較
して大幅に緩和された露光条件（時間、温度な
ど）で行なうことができるという長所をも有して
いる。この点においても、オートラジオグラフイ
ーの精度の向上および操作の簡略化をもたらすも
のである。 Another advantage is that the exposure of the sample to the stimulable phosphor sheet can be performed under significantly relaxed exposure conditions (time, temperature, etc.) compared to conventional exposure operations for obtaining photographic images. It also has In this respect as well, the accuracy of autoradiography is improved and the operation is simplified.
本発明において用いられる試料の例としては、
放射性標識物質が一次元的方向に分離展開されて
分離展開列が形成されているた支持媒体を挙げる
ことができる。この放射性標識物質の例として
は、放射性標識が付与された生体高分子物質、そ
の誘導体もしくはそれらの分解物を挙げることが
できる。 Examples of samples used in the present invention include:
A support medium in which a radiolabeled substance is separated and developed in a one-dimensional direction to form a separation and development row can be mentioned. Examples of this radiolabeled substance include biopolymer substances, derivatives thereof, and decomposition products thereof to which radiolabels have been added.
たとえば、本発明は、放射性標識が付与された
生体高分子物質が、蛋白質、核酸、それらの誘導
体、それらの分解物のような高分子物質である場
合には、これらの生体高分子物質の分離、同定な
どに有用なものである。さらに、これらの生体高
分子物質の全体的あるいは部分的な分子量、また
は、それらの分子構造あるいはそれらの基本単位
構成などの解析に本発明は有効に利用することが
できる。 For example, in the case where the biopolymer substances to which a radioactive label has been given are macromolecular substances such as proteins, nucleic acids, derivatives thereof, and decomposition products thereof, the present invention provides for separation of these biopolymer substances. , useful for identification, etc. Furthermore, the present invention can be effectively used to analyze the entire or partial molecular weight, molecular structure, or basic unit configuration of these biopolymer substances.
また、放射性標識物質を支持媒体を用いて分離
展開するための方法としては、たとえば、ゲル状
支持媒体（形状は層状、柱状など任意）、アセテ
ートなどのポリマー成形体、あるいは濾紙などの
各種の支持媒体を用いる電気泳動、そしてシリカ
ゲルなどの支持媒体を用いる薄層クロマトグラフ
イーがその代表的な方法として挙げられるが、分
離展開方法はこれらの方法に限定されるものでは
ない。 In addition, methods for separating and developing radiolabeled substances using support media include, for example, gel-like support media (any shape such as layered or columnar), polymer moldings such as acetate, or various types of supports such as filter paper. Representative methods include electrophoresis using a medium and thin layer chromatography using a support medium such as silica gel, but the separation and development method is not limited to these methods.
ただし、本発明に用いることのできる試料は上
記の試料に限られるものではなく、少なくとも一
次元的方向に分布している放射性標識物質を含有
する支持媒体であつて、かつ蓄積性蛍光体シート
にその放射性標識物質の位置情報を有するオート
ラジオグラフを蓄積記録することのできるもので
あればいかなるものであつてもよい。 However, the sample that can be used in the present invention is not limited to the above sample, but is a support medium containing a radiolabeled substance distributed in at least one dimension, and a stimulable phosphor sheet. Any device may be used as long as it can store and record an autoradiograph having positional information of the radiolabeled substance.
本発明に用いられる蓄積性蛍光体シートは、基
体構造として、支持体、蛍光体層および透明保護
膜とからなるものである。蛍光体層は、輝尽性蛍
光体を分散状態で含有支持する結合剤からなり、
たとえば、二価のユーロピウム賦活弗化臭化バリ
ウム（BaFBr：Eu2+）蛍光体粒子をニトロセル
ロースと線状ポリエステルとの混合物中に分散含
有させて得られる。蓄積性蛍光体シートは、たと
えば、支持体としてポリエチレンテレフタレート
などのシートを用い、このシート上に上記蛍光体
層を設け、さらに蛍光体層上に保護膜としてポリ
エチレンテレフタレートシートなどを設けたもの
である。 The stimulable phosphor sheet used in the present invention has a base structure including a support, a phosphor layer, and a transparent protective film. The phosphor layer is made of a binder containing and supporting the stimulable phosphor in a dispersed state,
For example, it can be obtained by dispersing divalent europium-activated barium fluoride bromide (BaFBr: Eu 2+ ) phosphor particles in a mixture of nitrocellulose and linear polyester. A stimulable phosphor sheet is, for example, one in which a sheet of polyethylene terephthalate or the like is used as a support, the above-mentioned phosphor layer is provided on this sheet, and a polyethylene terephthalate sheet or the like is further provided as a protective film on the phosphor layer. .
本発明において、放射性標識物質を含有する支
持媒体から放出される放射線エネルギーの蓄積性
蛍光体シートへの転写蓄積操作（露光操作）は、
支持媒体と蓄積性蛍光体シートとを一定時間重ね
合わせることにより、その支持媒体上の放射性標
識物質から放出される放射線の少なくとも一部を
蓄積性蛍光体シートに吸収させて実施する。この
露光操作は、支持媒体と蓄積性蛍光体シートとが
近接した状態で配置されていればよく、たとえ
ば、常温もしくは低温で少なくとも数秒間この状
態に置くことにより行なうことができる。 In the present invention, the operation (exposure operation) of transferring and accumulating radiation energy emitted from a support medium containing a radiolabeled substance onto a stimulable phosphor sheet is performed as follows:
By overlapping the support medium and the stimulable phosphor sheet for a certain period of time, at least a portion of the radiation emitted from the radiolabeled substance on the support medium is absorbed by the stimulable phosphor sheet. This exposure operation can be carried out by placing the support medium and the stimulable phosphor sheet in close proximity to each other, for example, by keeping them in this state for at least several seconds at room temperature or low temperature.
なお、蓄積性蛍光体シートおよび露光操作の詳
細については、本出願人による特願昭57−193418
号明細書（特開昭59−83057号公報参照）に記載
されている。 For details of the stimulable phosphor sheet and the exposure operation, please refer to the patent application No. 57-193418 filed by the present applicant.
No. 59-83057).
次に、本発明において、蓄積性蛍光体シートに
転写蓄積された支持媒体上の放射性標識物質の一
次元的な位置情報を読み出してデジタル信号に変
換するための方法について、添付図面の第１図に
示した読出装置（あるいは読取装置）の例を参照
しながら略述する。 Next, in the present invention, a method for reading out one-dimensional positional information of a radiolabeled substance on a support medium transferred and accumulated on a stimulable phosphor sheet and converting it into a digital signal will be described in FIG. 1 of the attached drawings. This will be briefly described with reference to an example of the reading device (or reading device) shown in FIG.
第１図は、蓄積性蛍光体シート（以下において
は、蛍光体シートと略記することもある）１に蓄
積記録されている放射性標識物質の一次元的な位
置情報を仮に読み出すための先読み用読出部２
と、放射性標識物質の位置情報を出力するために
蛍光体シート１に蓄積記録されているオートラジ
オグラフを読み出す機能を有する本読み用読出部
３から構成される読出装置の例の概略図を示して
いる。 Figure 1 shows a pre-reading system for temporarily reading out one-dimensional positional information of a radiolabeled substance accumulated and recorded on a stimulable phosphor sheet (hereinafter sometimes abbreviated as phosphor sheet) 1. Part 2
1 shows a schematic diagram of an example of a reading device comprising a main reading reading section 3 having a function of reading out an autoradiograph stored and recorded on a phosphor sheet 1 in order to output positional information of a radiolabeled substance. There is.
先読み用読出部２においては次のような先読み
操作が行なわれる。 In the prefetch reading unit 2, the following prefetch operation is performed.
レーザー光源４から発生したレーザー光５はフ
イルター６を通過することにより、このレーザー
光５による励起に応じて蛍光体シート１から発生
する輝尽発光の波長領域に該当する波長領域の部
分がカツトされる。次いでレーザー光は、ガルバ
ノミラー等の光偏向器７により偏向処理され、平
面反射鏡８により反射されたのち蛍光体シート１
上に一次元的に偏向して入射する。ここで用いる
レーザー光源４は、そのレーザー光５の波長領域
が、蛍光体シート１から発する輝尽発光の主要波
長領域と重複しないように選択される。 The laser light 5 generated from the laser light source 4 passes through the filter 6, whereby a portion of the wavelength range corresponding to the wavelength range of stimulated luminescence generated from the phosphor sheet 1 in response to excitation by the laser light 5 is cut out. Ru. Next, the laser beam is deflected by an optical deflector 7 such as a galvano mirror, reflected by a flat reflecting mirror 8, and then reflected by a phosphor sheet 1.
It is incident on the top with a one-dimensional deflection. The laser light source 4 used here is selected so that the wavelength range of its laser light 5 does not overlap with the main wavelength range of stimulated luminescence emitted from the phosphor sheet 1.
蛍光体シート１は、上記の偏向レーザー光の照
射下において、矢印９の方向に移送される。従つ
て、蛍光体シート１の全面にわたつて偏向レーザ
ー光が照射されるようになる。なお、レーザー光
源４の出力、レーザー光５のビーム径、レーザー
光５の走査速度、蛍光体シート１の移送速度につ
いては、先読み操作のレーザー光５のエネルギー
が本読み操作に用いられるエネルギーよりも小さ
くなるように調整される。 The phosphor sheet 1 is transported in the direction of the arrow 9 under irradiation with the above-mentioned polarized laser light. Therefore, the entire surface of the phosphor sheet 1 is irradiated with the polarized laser light. Note that regarding the output of the laser light source 4, the beam diameter of the laser light 5, the scanning speed of the laser light 5, and the transport speed of the phosphor sheet 1, the energy of the laser light 5 for the pre-reading operation is smaller than the energy used for the main reading operation. It will be adjusted so that
蛍光体シート１は、上記のようなレーザー光の
照射を受けると、蓄積記録されている放射線エネ
ルギーに比例する光量の輝尽発光を示し、この光
に先読み用導光性シート１０に入射する。この導
光性シート１０はその入射面が直線状で、蛍光体
シート１上の走査線に対向するように近接して配
置されており、その射出面は円環を形成し、フオ
トマルなどの光検出器１１の受光面に連絡してい
る。この導光性シート１０は、たとえばアクリル
系合成樹脂などの透明な熱可塑性樹脂シートを加
工してつくられたもので、入射面より入射した光
がその内部において全反射しながら射出面へ伝達
されるように構成されている。蛍光体シート１か
らの輝尽発光はこの導光性シート１０内を導かれ
て射出面に到達し、その射出面から射出されて光
検出器１１に受光される。 When the phosphor sheet 1 is irradiated with the laser light as described above, it exhibits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, and this light enters the pre-reading light-guiding sheet 10 . The light guide sheet 10 has a linear incident surface and is placed close to the scanning line on the phosphor sheet 1 so as to face it, and its exit surface forms a ring, allowing light such as photomal It is connected to the light receiving surface of the detector 11. The light guide sheet 10 is made by processing a transparent thermoplastic resin sheet such as acrylic synthetic resin, and allows light incident from the incident surface to be transmitted to the exit surface while being totally reflected inside. It is configured to The stimulated luminescence from the phosphor sheet 1 is guided through the light guide sheet 10 and reaches the exit surface, is emitted from the exit surface, and is received by the photodetector 11.
光検出器１１の受光面には、輝尽発光の波長領
域の光のみを透過し、励起光（レーザー光）の波
長領域の光をカツトするフイルターが貼着され、
輝尽発光のみを検出しうるようにされている。光
検出器１１により検出された輝尽発光は電気信号
に変換され、さらに増幅器１２により増幅され出
力される。増幅器１２から出力された蓄積記録情
報は、本読み用読出部３の制御回路１３に入力さ
れる。制御回路１３は、得られた蓄積記録情報に
応じて適正レベルの信号を得、そして濃度および
コントラストの優れた画像が得られるように、増
幅率設定値ａ、収録スケールフアクターｂ、およ
び、再生画像処理条件設定値ｃを出力する。 A filter is attached to the light-receiving surface of the photodetector 11, which transmits only light in the stimulated emission wavelength range and cuts out light in the excitation light (laser light) wavelength range.
It is designed to detect only stimulated luminescence. Stimulated luminescence detected by the photodetector 11 is converted into an electrical signal, which is further amplified by the amplifier 12 and output. The accumulated recording information output from the amplifier 12 is input to the control circuit 13 of the main reading reading section 3. The control circuit 13 controls the amplification factor set value a, recording scale factor b, and reproduction so that a signal of an appropriate level can be obtained according to the obtained accumulated recording information, and an image with excellent density and contrast can be obtained. Output the image processing condition setting value c.
以上のようにして先読み操作が終了した蛍光体
シート１は本読み用読出部３へ移送される。 The phosphor sheet 1 whose pre-reading operation has been completed as described above is transferred to the main reading reading section 3.
本読み用読出部３においては次のような本読み
操作が行なわれる。 In the main reading reading section 3, the following main reading operation is performed.
本読み用レーザー光源１４から発せられたレー
ザー光１５は、前述のフイルター６と同様な機能
を有するフイルター１６を通過したのちビーム・
エクスパンダー１７によりビーム径の大きさが厳
密に調整される。次いでレーザー光は、ガルバノ
ミラー等の光偏向器１８により偏向処理され、平
面反射鏡１９により反射されたのち蛍光体シート
１上に一次元的に偏向して入射する。なお、光偏
向器１８と平面反射鏡１９との間にはfθレンズ２
０等が配置され、蛍光体シート１の上を偏向レー
ザー光が走査した場合に、常に均一なビーム速度
を維持するようにされている。 The laser beam 15 emitted from the main reading laser light source 14 passes through a filter 16 having the same function as the filter 6 described above, and then the beam
The beam diameter is precisely adjusted by the expander 17. Next, the laser beam is deflected by a light deflector 18 such as a galvano mirror, reflected by a plane reflecting mirror 19, and then one-dimensionally deflected and incident on the phosphor sheet 1. Note that an fθ lens 2 is provided between the optical deflector 18 and the plane reflecting mirror 19.
0, etc., so that when the polarized laser beam scans the phosphor sheet 1, a uniform beam speed is always maintained.
蛍光体シート１は、上記の偏向レーザー光の照
射下において、矢印２１の方向に移送される。従
つて、先読み操作におけると同様に蛍光体シート
１の全面にわたつて偏向レーザー光が照射される
ようになる。 The phosphor sheet 1 is transported in the direction of the arrow 21 under irradiation with the above-mentioned polarized laser light. Therefore, as in the pre-reading operation, the entire surface of the phosphor sheet 1 is irradiated with the polarized laser light.
蛍光体シート１は、上記のようにしてレーザー
光の照射を受けると、先読み操作におけると同様
に、蓄積記録されている放射線エネルギーに比例
する光量の輝尽発光を発し、この光は本読み用導
光性シート２２に入射する。この本読み用導光性
シート２２は先読み用導光性シート１０と同様の
材質、構造を有しており、本読み用導光性シート
２２の内部を全反射を繰返しつつ導かれた輝尽発
光はその射出面から射出されて、光検出器２３に
受光される。なお、光検出器２３の受光面には輝
尽発光の波長領域のみを選択的に透過するフイル
ターが貼着され、光検出器２３が輝尽発光のみを
検出するようにされている。 When the phosphor sheet 1 is irradiated with laser light as described above, it emits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, as in the pre-reading operation, and this light is used as a guide for main reading. The light enters the optical sheet 22. This light-guiding sheet 22 for main reading has the same material and structure as the light-guiding sheet 10 for pre-reading, and the stimulated luminescence guided through the interior of the light-guiding sheet 22 for main reading through repeated total reflections. The light is emitted from the exit surface and is received by the photodetector 23. Note that a filter that selectively transmits only the wavelength region of stimulated luminescence is attached to the light receiving surface of the photodetector 23, so that the photodetector 23 detects only stimulated luminescence.
光検出器２３により検出された輝尽発光は電気
信号に変換され、前記の増幅率設定値ａに従つて
感度設定された増幅器２４において適正レベルの
電気信号に増幅されたのち、Ａ／Ｄ変換器２５に
入力される。Ａ／Ｄ変換器２５は、収録スケール
フアクター設定値ｂに従い信号変動幅に適したス
ケールフアクターでデジタル信号に変換される。 The stimulated luminescence detected by the photodetector 23 is converted into an electrical signal, which is amplified to an appropriate level electrical signal in the amplifier 24 whose sensitivity is set according to the amplification factor setting value a, and then A/D converted. The signal is input to the device 25. The A/D converter 25 converts the signal into a digital signal using a scale factor suitable for the signal fluctuation width according to the recording scale factor setting value b.
蛍光体シート１は、上記のようにしてレーザー
光の照射を受けると、先読み操作におけると同様
に、蓄積記録されている放射線エネルギーに比例
する光量の輝尽発光を発し、この光は本読み用導
光性シート２２に入射する。この本読み用導光性
シート２２は先読み用導光性シート１０と同様の
材質、構造を有しており、本読み用導光性シート
２２の内部を全反射を繰返しつつ導かれた輝尽発
光はその射出面から射出されて、光検出器２３に
受光される。なお、光検出器２３の受光面には輝
尽発光の波長領域のみを選択的に透過するフイル
ターが貼着され、光検出器２３が輝尽発光のみを
検出するようにされている。 When the phosphor sheet 1 is irradiated with laser light as described above, it emits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, as in the pre-reading operation, and this light is used as a guide for main reading. The light enters the optical sheet 22. This light-guiding sheet 22 for main reading has the same material and structure as the light-guiding sheet 10 for pre-reading, and the stimulated luminescence guided through the interior of the light-guiding sheet 22 for main reading through repeated total reflections. The light is emitted from the exit surface and is received by the photodetector 23. Note that a filter that selectively transmits only the wavelength region of stimulated luminescence is attached to the light receiving surface of the photodetector 23, so that the photodetector 23 detects only stimulated luminescence.
光検出器２３により検出された輝尽発光は電気
信号に変換され、前記の増幅率設定値ａに従つて
感度設定された増幅器２４において適正レベルの
電気信号に増幅されたのち、Ａ／Ｄ変換器２５に
入力される。Ａ／Ｄ変換器２５は、収録スケール
フアクター設定値ｂに従い信号変動幅に適したス
ケールフアクターでデジタル信号に変換される。 The stimulated luminescence detected by the photodetector 23 is converted into an electrical signal, which is amplified to an appropriate level electrical signal in the amplifier 24 whose sensitivity is set according to the amplification factor setting value a, and then A/D converted. The signal is input to the device 25. The A/D converter 25 converts the signal into a digital signal using a scale factor suitable for the signal fluctuation width according to the recording scale factor setting value b.
なお、本発明における蓄積性蛍光体シートに転
写蓄積された支持媒体上の放射性標識物質の位置
情報を読み出すための方法について、上記におい
ては先読み操作と本読み操作とからなる読出し操
作を説明したが、本発明において利用することが
できる読出し操作は、上記の例に限られるもので
はない。たとえば、支持媒体上の放射性標識物質
の量、およびその支持媒体についての蓄積性蛍光
体シートの露光時間が予めわかつていれば、上記
の例において先読み操作を省略することも可能で
ある。 Regarding the method for reading the positional information of the radiolabeled substance on the support medium that has been transferred and accumulated on the stimulable phosphor sheet in the present invention, the readout operation consisting of the pre-reading operation and the main reading operation has been described above. The read operations that can be utilized in the present invention are not limited to the above examples. For example, if the amount of radiolabeled substance on the support medium and the exposure time of the stimulable phosphor sheet for the support medium are known in advance, the look-ahead operation can be omitted in the above example.
また、本発明における蓄積性蛍光体シートに転
写蓄積された支持媒体上の放射性標識物質の位置
情報を読み出すための方法は、上記に例示した以
外に限られるものではない。 Furthermore, the method for reading out the positional information of the radiolabeled substance on the support medium transferred and accumulated on the stimulable phosphor sheet in the present invention is not limited to those exemplified above.
このようにして得られた放射性標識物質のオー
トラジオグラフに対応するデジタル信号は、次
に、信号処理回路２６に入力される。信号処理回
路２６では、放射性標識物質の位置情報を記号お
よび／または数値として得るための信号処理が行
なわれる。すなわち、信号処理のための走査方向
を決定し、次いでサンプリング点の検出が行なわ
れる。また、必要に応じて、再生画像処理条件設
定値ｃに基づいた画像化のための信号処理が行な
われる。 The digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance thus obtained is then input to the signal processing circuit 26. The signal processing circuit 26 performs signal processing to obtain positional information of the radiolabeled substance as symbols and/or numerical values. That is, a scanning direction for signal processing is determined, and then sampling points are detected. Further, as necessary, signal processing for imaging is performed based on the reproduction image processing condition setting value c.
以下、放射性標識物質の混合物を支持媒体上で
電気泳動などにより分離展開して得られた分離展
開列のオートラジオグラフを例にとつて、本発明
のデジタル信号処理について説明する。 The digital signal processing of the present invention will be described below, taking as an example an autoradiograph of a separated and developed column obtained by separating and developing a mixture of radiolabeled substances on a support medium by electrophoresis or the like.
第２図は、複数種の放射性標識物質が支持媒体
上でその長さ方向に直線状に分離展開された試料
のオートラジオグラフの例を示している。この試
料に上述のようにして放射線像変換方法を適用す
ることにより、信号処理回路２６に入力されたデ
ジタル信号は、蓄積性蛍光体シートに固定された
座標系で表わされた番地（ｘ，ｙ）とその番地に
おける信号レベル（ｚ）とを有しており、その信
号のレベルは輝尽光の光量に対応している。すな
わち、そのデジタル信号は第２図のオートラジオ
グラフに対応していることになる。従つて、信号
処理回路２６には、上記放射性標識物質の位置情
報を有するデジタル画像データが入力されること
になる。本発明において、デジタル画像データと
は、放射性標識物質のオートラジオグラフに対応
するデジタル信号の集合体を意味する。 FIG. 2 shows an example of an autoradiograph of a sample in which multiple types of radiolabeled substances are linearly separated and developed in the length direction of the support medium. By applying the radiation image conversion method to this sample as described above, the digital signal input to the signal processing circuit 26 is converted to an address (x, y) and a signal level (z) at that address, and the signal level corresponds to the amount of photostimulated light. That is, the digital signal corresponds to the autoradiograph shown in FIG. Therefore, digital image data having positional information of the radiolabeled substance is input to the signal processing circuit 26. In the present invention, digital image data refers to a collection of digital signals corresponding to an autoradiograph of a radiolabeled substance.
まず、上記デジタル信号に対してデジタル信号
処理のための走査方向の決定を行なう。ここで、
第２図において垂直方向（分離展開方向）をｙ軸
方向、水平方向をｘ軸方向とすると、走査方向
は、たとえば次のようにして決定することができ
る。すなわち、得られたデジタル画像データにつ
いてｘ軸方向に数値的に走査して、信号レベルが
最大となるｘ座標（xa）を検出する。このｘ軸方
向の走査は、ｙ軸方向に任意の位置（たとえば、
ｙ＝yaの位置）で行なうことができる。ただし、
少なくとも１つの放射性標識物質の分離展開部位
にかかるような幅をもつて走査する必要がある。 First, a scanning direction for digital signal processing is determined for the digital signal. here,
In FIG. 2, if the vertical direction (separation and development direction) is the y-axis direction and the horizontal direction is the x-axis direction, the scanning direction can be determined, for example, as follows. That is, the obtained digital image data is numerically scanned in the x-axis direction to detect the x-coordinate (x a ) where the signal level is maximum. This scanning in the x-axis direction is performed at an arbitrary position in the y-axis direction (for example,
This can be done at the position y=y a ). however,
It is necessary to scan with a width that spans the separation and development site of at least one radiolabeled substance.
なお、本発明の信号処理方法において、蓄積性
蛍光体シートを読み出して得られたデジタル信号
は、信号処理回路２６において一旦メモリーに記
憶される（すなわち、バツフアーメモリーあるい
は磁気デイスク等の不揮発性メモリーに記憶され
る。）信号処理において、デジタル画像データ上
を走査するとは、この走査箇所のデジタル信号の
みをメモリーから選択的に取り出すことを意味す
る。 In the signal processing method of the present invention, the digital signal obtained by reading out the stimulable phosphor sheet is temporarily stored in a memory in the signal processing circuit 26 (that is, in a buffer memory or a nonvolatile memory such as a magnetic disk). ) In signal processing, scanning over digital image data means selectively retrieving from memory only the digital signal at this scanning location.
従つて、ｘ座標（xa）は、たとえば、上記の走
査幅内のデジタル信号をｙ軸方向に繰り返し取り
出して各ｘ座標ごとにその信号レベルを加算した
ときに、得られた信号のレベルが最大となるｘ座
標（xa）とすることができる。あるいは、上記の
走査幅内のデジタル信号をｘ軸方向に繰り返し取
り出して各ｙ座標ごとに信号のレベルが最大とな
るｘ座標を見出したのち、各ｘ座標の平均座標を
算出して得られたｘ座標（xa）とすることができ
る。なお、このような走査の際に混入してくる雑
音のピークをとらないようにするために、信号の
レベルを予め設定した閾値で二値化しておいても
よい。 Therefore, the x-coordinate (x a ) is, for example, the level of the signal obtained when the digital signals within the above scanning width are repeatedly extracted in the y-axis direction and the signal levels are added for each x-coordinate. The maximum x coordinate (x a ) can be used. Alternatively, the digital signal within the above scanning width is repeatedly extracted in the x-axis direction, the x-coordinate where the signal level is maximum is found for each y-coordinate, and then the average coordinate of each x-coordinate is calculated. It can be the x coordinate (x a ). Note that in order to avoid peaks of noise mixed in during such scanning, the signal level may be binarized using a preset threshold.
このようにして検出されたｘ座標（xa）を通
り、ｙ軸方向に平行な直線を以下の信号処理のた
めの走査方向とする。 A straight line passing through the x-coordinate (x a ) detected in this way and parallel to the y-axis direction is the scanning direction for the following signal processing.
次に、この走査方向上のサンプリング点の検出
を行なう。放射性標識物質の分離展開部位を検出
するためのサンプリング点は、走査方向上のデジ
タル信号のみを取り出したときに、その信号のレ
ベルが極大となる全ての点とすることができる。
上記の走査においても、一定の幅をもつて走査す
ることが望ましい。従つて、信号のレベルの極大
点とは、たとえば横軸に走査方向上の位置（ｙ）
をとり、縦軸にその走査幅内の信号のレベルの平
均値（ｚ）をとつたグラフで表わしたときに、こ
のグラフに現われる全てのピーク点を意味する。
以下、走査方向上の各位置における信号のレベル
の平均値を、単にその位置における信号のレベル
と略す。 Next, sampling points in this scanning direction are detected. Sampling points for detecting the separated development site of the radiolabeled substance can be all points where the signal level is maximum when only the digital signal in the scanning direction is extracted.
Also in the above scanning, it is desirable to scan with a constant width. Therefore, the maximum point of the signal level is, for example, the position (y) in the scanning direction on the horizontal axis.
When expressed in a graph in which the vertical axis is the average value (z) of the signal level within the scanning width, it means all the peak points that appear in this graph.
Hereinafter, the average value of the signal level at each position in the scanning direction will be simply referred to as the signal level at that position.
第３図は、上記のようにして横軸に走査方向上
の位置（ｙ）をとり、縦軸に信号のレベル（ｚ）
をとつたグラフを示している。 In Figure 3, as described above, the horizontal axis represents the position (y) in the scanning direction, and the vertical axis represents the signal level (z).
It shows a graph with .
このようにして、座標点およびこの座標点にお
ける信号のレベル（xa，yo，zo）を有するサンプ
リング点Soが決定される。ここで、ｎは、正の整
数であり、サンプリング点の番号を表わす。 In this way, a sampling point S o having a coordinate point and a signal level (x a , yo , zo ) at this coordinate point is determined. Here, n is a positive integer and represents the number of sampling points.
上述のようにしてデジタル信号に信号処理を施
すことにより、放射性標識物質の一次元的な位置
情報を一次元的方向の位置とその位置における信
号のレベル（yo，zo）で表わすことができる。こ
こで、各位置における信号のレベル（zo）は、放
射性標識物質の相対量（濃度）を表わすとみなす
ことができる。 By applying signal processing to the digital signal as described above, it is possible to express one-dimensional positional information of the radiolabeled substance in terms of the position in one-dimensional direction and the signal level (y o , z o ) at that position. can. Here, the signal level (z o ) at each position can be considered to represent the relative amount (concentration) of the radiolabeled substance.
あるいはさらに、たとえば、放射性標識物質を
分離展開するための開始位置を放射性標識物質を
含むマーカーによつて蓄積性蛍光体シートに記録
させておくことにより、デジタル画像データ上で
この開始位置（yp）を上記と同様にして検出する
ことができる。また、開始位置（yp）は、たとえ
ば、蓄積性蛍光体シート自体をパンチで孔を設け
るなどの物理的手段を用いて加工しておくことに
より、露光操作においてその開始位置を設定する
ことによつて検出が可能である。そしてこのypを
用いて｛yo−yp＝yo′｝の減算を行なうことによ
り、上記位置情報を分離展開開始位置からの移動
距離とその位置における信号のレベル（yo′，zo）
で表わすことができる。 Alternatively, for example, by recording the starting position for separating and developing a radioactively labeled substance on a stimulable phosphor sheet with a marker containing a radioactively labeled substance, this starting position (y p ) can be detected in the same manner as above. Furthermore, the starting position (y p ) can be set in the exposure operation by processing the stimulable phosphor sheet itself using physical means such as punching holes. Therefore, detection is possible. Then, by subtracting {y o −y p =y o ′} using this y p , the above position information can be calculated as the moving distance from the separation deployment start position and the signal level at that position (y o ′, z o )
It can be expressed as
また、放射性標識物質の相対量の評価について
は、上記のサンプリング点における信号のレベル
のほかに、たとえば、各極大点近傍の積分値など
各種の算定が可能である。 Furthermore, regarding the evaluation of the relative amount of the radiolabeled substance, in addition to the signal level at the above-mentioned sampling points, various calculations such as the integral value near each maximum point are possible.
放射性標識物質の一次元的な位置情報を有する
オートラジオグラフは、上記のような数値として
信号処理回路２６から出力することができる。な
お、サンプリング点Soの座標点およびこの座標点
における信号のレベル（xa，yo，zo）として得ら
れる放射性標識物質の一次元的な位置情報は、上
記の表示形態に限られるものではなく、任意の表
示形態が可能である。このようにして、放射性標
識物質の一次元的な位置情報を記号および／また
は数値として得ることができる。 An autoradiograph having one-dimensional positional information of a radiolabeled substance can be output from the signal processing circuit 26 as numerical values as described above. Note that the one-dimensional position information of the radiolabeled substance obtained as the coordinate point of the sampling point S o and the signal level (x a , y o , z o ) at this coordinate point is limited to the above display format. Instead, any display format is possible. In this way, one-dimensional positional information of the radiolabeled substance can be obtained as symbols and/or numerical values.
得られた記号および／または数値は、次いで直
接的に、もしくは必要により、磁気テープなどの
保存手段を介して記録装置（図示なし）へ伝送さ
れる。 The obtained symbols and/or numerical values are then transmitted directly or, if necessary, via storage means such as magnetic tape to a recording device (not shown).
記録装置としては、たとえば、感光材料上をレ
ーザー光等で走査して光学的に記録するもの、
CRT等に電子的に表示するもの、CRT等に表示
された記号・数値をビデオ・プリンター等に記録
するもの、熱線を用いて感熱記録材料上に記録す
るものなど種々の原理に基づいた記録装置を用い
ることができる。 Examples of recording devices include those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam or the like;
Recording devices based on various principles, such as those that display electronically on CRTs, etc., those that record symbols and numbers displayed on CRTs, etc. on video printers, etc., and those that record on heat-sensitive recording materials using heat rays. can be used.
一方、信号処理回路２６では、再生画像処理条
件設定値ｃに基づいて、濃度およびコントラスト
が適正で観察読影性能の優れた可視画像が得られ
るように信号処理（画像処理）を行なつてもよ
い。この画像処理としては、たとえば、空間周波
数処理、階調処理、加算平均処理、縮小処理、拡
大処理などが挙げられる。 On the other hand, the signal processing circuit 26 may perform signal processing (image processing) based on the reproduced image processing condition setting value c so that a visible image with appropriate density and contrast and excellent observation and interpretation performance is obtained. . Examples of this image processing include spatial frequency processing, gradation processing, averaging processing, reduction processing, and enlargement processing.
画像処理が施されたデジタル信号は、必要によ
り磁気テープなどの保存手段を介して、第４図の
再生記録装置に伝送される。 The digital signal subjected to image processing is transmitted to the reproducing/recording device shown in FIG. 4 via a storage means such as a magnetic tape, if necessary.
次に、画像処理された放射性標識物質の位置情
報を有するデジタル信号を画像化するための方法
について、第４図に示した再生記録装置の例を参
照しながら略述する。 Next, a method for imaging a digital signal having image-processed position information of a radiolabeled substance will be briefly described with reference to an example of a reproducing/recording apparatus shown in FIG.
第４図は、第１図の読出装置から出力されるデ
ジタル信号を（可視）画像化するための再生記録
装置の例の概略図を示している。 FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of a reproducing/recording device for converting the digital signal outputted from the reading device of FIG. 1 into a (visible) image.
放射性標識物質の位置情報を画像化するために
は、次のような再生記録操作が行なわれる。 In order to image the positional information of the radiolabeled substance, the following reproduction/recording operation is performed.
Ｄ／Ａ変換器２７に入力された上記デジタル信
号は、濃度を表わすアナログ信号に変換され、光
変調器２８に入力される。このアナログ信号によ
つて光変調器２８が変調される。記録用のレーザ
ー光源２９からのレーザー光３０はこの光変調器
２８で変調されたのち、走査ミラー３１によつて
写真フイルム等の感光材料３２上で走査され、こ
の感光材料３２上に画像が再生される。 The digital signal input to the D/A converter 27 is converted into an analog signal representing the concentration, and is input to the optical modulator 28. The optical modulator 28 is modulated by this analog signal. A laser beam 30 from a recording laser light source 29 is modulated by the optical modulator 28 and then scanned by a scanning mirror 31 onto a photosensitive material 32 such as photographic film, and an image is reproduced on the photosensitive material 32. be done.
なお、デジタル信号を再生記録するための方法
は、上記の方法に限られるものではなく、たとえ
ば、前記の記録装置を用いる方法などを利用して
もよい。 Note that the method for reproducing and recording the digital signal is not limited to the above method, and for example, a method using the above-mentioned recording device may be used.
また、上記オートラジオグラフの可視画像は、
デジタル信号がＡ／Ｄ変換される前の電気信号を
再生記録することによつて得ることが可能であ
る。すなわち、第１図の読出装置における増幅器
２４で得られる電気信号を直接に、第４図の再生
記録装置の光変調器２８に伝送することにより、
得ることもできる。 In addition, the visible image of the above autoradiograph is
It is possible to obtain the digital signal by reproducing and recording the electric signal before being A/D converted. That is, by directly transmitting the electrical signal obtained by the amplifier 24 in the reading device of FIG. 1 to the optical modulator 28 of the reproducing/recording device of FIG.
You can also get it.
本発明は、また、放射性標識物質群が複数列を
もつて一次元的方向に分布している試料のオート
ラジオグラフイーにおける信号処理方法をも提供
するものである。 The present invention also provides a signal processing method in autoradiography of a sample in which radiolabeled substances are distributed one-dimensionally in multiple rows.
すなわち、支持媒体上においてそれぞれが少な
くとも一次元的方向に分布している複数列の放射
性標識物質群から放出される放射線エネルギーを
蓄積性蛍光体シートに吸収させることによつて、
この蓄積性蛍光体シートに該放射性標識物質群の
位置情報を有するオートラジオグラフを蓄積記録
したのち、該蓄積性蛍光体シートを電磁波で走査
して該オートラジオグラフを輝尽光として放出さ
せ、そしてこの輝尽光を光電的に読み出すことに
より得られる該オートラジオグラフに対応するデ
ジタル信号について、
該複数列のそれぞれについて信号処理のため
の一次元的走査方向を決定する工程、
該走査方向上のサンプリング点を該複数列の
それぞれについて検出する工程、
該複数列で検出されたサンプリング点の比較
同定を行なう工程、
を含む信号処理を行なうことにより、該オートラ
ジオグラフ上の複数列の放射性標識物質群の一次
元的な位置情報を記号および／または数値として
得、一方では、該輝尽光を光電的に読み出すこと
により得られる該オートラジオグラフに対応する
電気信号またはデジタル信号より該オートラジオ
グラフを可視画像としても得ることを特徴とする
オートラジオグラフイーにおける信号処理方法を
も提供するものである。 That is, by causing the stimulable phosphor sheet to absorb radiation energy emitted from a plurality of rows of radiolabeled substances, each of which is distributed in at least one dimension on the support medium,
After accumulating and recording an autoradiograph having positional information of the group of radiolabeled substances on this stimulable phosphor sheet, scanning the stimulable phosphor sheet with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light; and determining a one-dimensional scanning direction for signal processing for each of the plurality of columns with respect to a digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the stimulated light; Detecting sampling points of each of the plurality of columns for each of the plurality of columns; performing comparative identification of the sampling points detected in the plurality of columns; One-dimensional positional information of the substance group is obtained as symbols and/or numerical values, and on the other hand, the autoradiograph is obtained from an electric signal or a digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the photostimulated light. The present invention also provides a signal processing method in autoradiography, which is characterized in that a graph is also obtained as a visible image.
上記の方法において用いられる試料は、一般に
複数列の放射性標識物質群が互いに平行関係を以
つて一次元的方向に分布している支持媒体からな
るものである。ここで、平行関係とは、必ずしも
上記複数列が相互に完全な平行位置にあることを
意味するものではなく、局部的にあるいは大略と
して平行とみなしうる位置関係にあることを意味
する。 The sample used in the above method generally consists of a support medium in which a plurality of rows of radiolabeled substances are distributed in parallel to each other in a one-dimensional direction. Here, the parallel relationship does not necessarily mean that the plurality of rows are in completely parallel positions with each other, but it means that they are in a positional relationship that can be considered to be locally or generally parallel.
上記オートラジオグラフイーにおける信号処理
方法は、たとえば、蛋白質、核酸、それらの誘導
体、それらの分解物のような高分子物質の分子
量、それらの分子構造、あるいはそれらの基本単
位構成などの解析に特に有効な方法である。 The above signal processing method in autoradiography is particularly useful for analyzing the molecular weight, molecular structure, or basic unit structure of polymeric substances such as proteins, nucleic acids, derivatives thereof, and decomposition products thereof. This is an effective method.
従つて、本発明はさらに、DNAもしくはDNA
部分分解物の塩基配列を決定するためのオートラ
ジオグラフイーにおける信号処理方法であつて、
放射性標識が付与されたDNAもしくはDNA部分
分解物の特異的切断分解により得られた、
１ 少なくともグアニン特異的切断分解物を含む
塩基特異的切断分解物、
２ 少なくともアデニン特異的切断分解物を含む
塩基特異的切断分解物、
３ 少なくともチミン特異的切断分解物を含む塩
基特異的切断分解物
４ 少なくともシトシン特異的切断分解物を含む
塩基特異的切断分解物、
からなる少なくとも四群の塩基特異的切断分解物
のそれぞれが、支持媒体上に平行関係を以つて一
次元的に分離展開されて形成された分離展開列の
放射性標識物質群から放出される放射線エネルギ
ーを蓄積性蛍光体シートに吸収させることによつ
て、この蓄積性蛍光体シートに該放射性標識物質
群の位置情報を有するオートラジオグラフを蓄積
記録したのち、該蓄積性蛍光体シートを電磁波で
走査して該オートラジオグラフを輝尽光として放
出させ、そしてこの輝尽光を光電的に読み出すこ
とにより得られるそれぞれの分離展開列のオート
ラジオグラフに対応するデジタル信号について
該分離展開列のそれぞれについて信号処理の
ための走査方向を決定する工程、
該分離展開列の走査方向上のサンプリング点
を該分離展開列のそれぞれについて検出する工
程、
少なくとも該四群の分離展開列のそれぞれに
ついて、走査方向上の対応する位置間でサンプ
リング点の照合を行なうことにより、グアニ
ン、アデニン、チミン、シトシンのそれぞれの
位置情報を得る工程、
を含む信号処理を行なうことにより、該DNAも
しくはDNA部分分解物の塩基配列を得るための
信号処理を行ない、一方では、該輝尽光を光電的
に読み出すことにより得られる該オートラジオグ
ラフに対応する電気信号またはデジタル信号より
該オートラジオグラフを可視画像としても得るこ
とを特徴とするオートラジオグラフイーにおける
信号処理方法をも提供するものである。 Therefore, the present invention further provides DNA or
A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of a partially degraded product, the method comprising:
1. A base-specific cleavage product containing at least a guanine-specific cleavage product, 2. A base containing at least an adenine-specific cleavage product, obtained by specific cleavage and decomposition of radioactively labeled DNA or DNA partial decomposition products. At least four groups of base-specific cleavage decomposition products consisting of: 3 base-specific cleavage decomposition products comprising at least a thymine-specific cleavage product; 4 base-specific cleavage decomposition products comprising at least a cytosine-specific cleavage product. The stimulable phosphor sheet absorbs the radiation energy emitted from the group of radiolabeled substances in the separated and expanded rows, each of which is one-dimensionally separated and expanded on a support medium in a parallel relationship. Therefore, after an autoradiograph having positional information of the group of radiolabeled substances is stored and recorded on this stimulable phosphor sheet, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to convert the autoradiograph into photostimulated light. A step of determining a scanning direction for signal processing for each of the separated development columns for a digital signal corresponding to an autoradiograph of each separated development column obtained by emitting and photoelectrically reading out the stimulated light. , detecting sampling points in the scanning direction of the separation expansion column for each of the separation expansion columns; matching sampling points between corresponding positions in the scanning direction for each of the four groups of separation expansion columns; By performing signal processing to obtain the base sequence of the DNA or DNA partial decomposition product, on the other hand, A signal processing method in autoradiography, characterized in that the autoradiograph is also obtained as a visible image from an electric signal or a digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the stimulated light. It also provides the following.
次に、本発明の信号処理方法を用いたオートラ
ジオグラフイーにおける信号処理の実施態様を、
DNAの塩基配列決定法を例にして記載する。 Next, the embodiment of signal processing in autoradiography using the signal processing method of the present invention is as follows.
The following describes the DNA base sequencing method as an example.
DNAは、二本の鎖状分子からなる二重ラセン
構造を有し、かつその二本の鎖状分子は、各々四
種類の塩基、すなわちアデニン(A)、グアニン(G)、
シトシン(C)、チミン（Ｔ）なる塩基を有する構成
単位から構成されている。この二本の鎖状分子の
間はこれら四種類の塩基間の水素結合によつて架
橋されており、しかも各構成単位間の水素結合
は、Ｇ−ＣおよびＡ−Ｔの二種類の組合わせのみ
において実現しているため、一方の鎖状分子の塩
基配列が決定されれば、自動的に他方の鎖状分子
の塩基配列も決定することができる。 DNA has a double helical structure consisting of two chain molecules, and each of the two chain molecules contains four types of bases: adenine (A), guanine (G),
It is composed of structural units containing the bases cytosine (C) and thymine (T). These two chain molecules are cross-linked by hydrogen bonds between these four types of bases, and the hydrogen bonds between each constituent unit are formed by two types of combinations: G-C and A-T. Since this method has been realized only in this method, once the base sequence of one chain molecule is determined, the base sequence of the other chain molecule can also be automatically determined.
オートラジオグラフイーを利用したDNAの塩
基配列決定法の代表的な例としては、マキサム・
ギルバート（Maxam−Gilbert）法が知られてい
る。この方法は、塩基配列を決定しようとしてい
るDNAあるいはDNAの分解物の鎖状分子の一方
の側の端部に燐（Ｐ）の放射性同位元素を含む基
を結合させることにより、その対象物を放射性標
識物質としたのち化学的な手段を利用して鎖状分
子の各構成単位間の結合を塩基特異的に切断す
る。次に、この操作により得られるDNAあるい
はDNAの分解物の多数の塩基特異的切断分解物
の混合物をゲル電気泳動法により分離展開し、多
数の切断分解物がそれぞれ分離展開されて形成さ
れた分離展開列（ただし、視覚的には見ることが
できない）を得る。従来においては、この分離展
開列をＸ線フイルム上に可視化してオートラジオ
グラフを得、得られたオートラジオグラフと各々
の塩基特異的切断手段とから、放射性同位元素が
結合された鎖状分子の端部から一定の位置関係に
ある塩基を順次決定することができ、このように
して対象物のすべての塩基の配列を決定すること
ができる。 A typical example of DNA base sequencing using autoradiography is Maxam.
The Gilbert (Maxam-Gilbert) method is known. This method involves bonding a group containing a radioactive isotope of phosphorus (P) to one end of a chain molecule of DNA or DNA decomposition product whose base sequence is to be determined. After being made into a radiolabeled substance, the bonds between each constituent unit of the chain molecule are cleaved base-specifically using chemical means. Next, the DNA obtained by this operation or a mixture of a large number of base-specific cleavage products of the DNA degradation product is separated and developed by gel electrophoresis, and a large number of cleavage products are separated and developed to form a separated product. You get an expanded column (but you can't see it visually). Conventionally, this separation and development array is visualized on an X-ray film to obtain an autoradiograph, and from the obtained autoradiograph and each base-specific cleavage means, a chain molecule to which a radioactive isotope is bound is determined. The bases in a certain positional relationship can be sequentially determined from the end of the target, and in this way, the sequence of all the bases of the object can be determined.
上記のマキサム・ギルバート法を利用した
DNAの塩基配列決定法を例にとり、その塩基配
列決定ための典型的な塩基特異的切断分解物の組
合わせとして次の四種類の塩基特異的切断分解物
を用いた場合について説明する。 Using the above Maxam-Gilbert method
Taking DNA base sequencing as an example, a case will be described in which the following four types of base-specific cleavage products are used as typical combinations of base-specific cleavage products for determining the base sequence.
１ グアニン(G)特異的切断分解物、
２ グアニン(G)特異的切断分解物
＋アデニン(A)特異的切断分解物、
３ チミン（Ｔ）特異的切断分解物
＋シトシン(C)特異的切断分解物、
４ シトシン(C)特異的切断分解物、
まず、対象のDNAに対して 32Pによる放射性
標識を付与し、これを常法により化学的手段を用
いて、DNAの構成単位である四種類の塩基につ
いて各々の塩基ごとに特異的な分解を行なわせ
て、上記四群の塩基特異的切断分解物を調製し、
これをゲル状支持媒体上で電気泳動により分離展
開させて試料を得る。次に、この試料（支持媒
体）と蓄積性蛍光体シートとを室温で数分間重ね
合わせることにより露光操作を行ない、試料に形
成されている分離展開を蓄積性蛍光体シートにオ
ートラジオグラフとして転写蓄積する。上記の露
光操作の詳細については、前記の特願昭57−
193418号明細書に記載されている。1 Guanine (G) specific cleavage product, 2 Guanine (G) specific cleavage product + Adenine (A) specific cleavage product, 3 Thymine (T) specific cleavage product + Cytosine (C) specific cleavage product Degradation product, 4 Cytosine (C) specific cleavage degradation product First, target DNA is radioactively labeled with 32P , and this is converted into 4 cytosine (C)-specific cleavage product using conventional chemical methods. Perform specific decomposition for each type of base to prepare the above four groups of base-specific cleavage products,
This is separated and developed by electrophoresis on a gel-like support medium to obtain a sample. Next, this sample (supporting medium) and a stimulable phosphor sheet are overlapped for several minutes at room temperature to perform an exposure operation, and the separation development formed on the sample is transferred to the stimulable phosphor sheet as an autoradiograph. accumulate. For details of the above-mentioned exposure operation, please refer to the above-mentioned patent application No. 57-
It is described in the specification of No. 193418.
第５図は、放射性標識の付与された塩基特異的
切断分解物が分離展開されている上記四種類から
なる泳動列のオートラジオグラフを示す。すなわ
ち、第５図の第１列から第４列は順に、
(1)−(G)特異的切断分解物
(2)−(G)特異的切断分解物
＋(A)特異的切断分解物
(3)−（Ｔ）特異的切断分解物
＋(C)特異的断分解物
(4)−(C)特異的切断分解物
の各列（泳動列）を示す。 FIG. 5 shows an autoradiograph of the above-mentioned four types of electrophoresis columns in which base-specific cleavage products to which radioactive labels have been added are separated and developed. That is, the first to fourth columns in FIG. 3) - (T) Specific cleavage product + (C) Specific cleavage product (4) - (C) Each row (electrophoresis row) of specific cleavage product is shown.
蓄積性蛍光体シートに転写蓄積されたオートラ
ジオグラフを第１図に示した読出装置に装填して
読み出すことにより、上記オートラジオグラフに
対応するデジタル信号を得る。 The autoradiograph transferred and stored on the stimulable phosphor sheet is loaded into the reading device shown in FIG. 1 and read out, thereby obtaining a digital signal corresponding to the autoradiograph.
得られたデジタル信号に、前述のように信号処
理回路２６においてデジタル信号処理を行なう。 The obtained digital signal is subjected to digital signal processing in the signal processing circuit 26 as described above.
まず、このデジタル信号に対し、第５図のオー
トラジオグラフに示された四列それぞれについ
て、前述の方法と同様にして信号処理のための走
査方向を決定する。各列の走査方向は、たとえ
ば、ｘ座標（xa）を通り、ｙ軸方向に平行な直線
とすることができる。ただし、ａは正の整数であ
り、各列の番号を表わす。 First, for this digital signal, the scanning direction for signal processing is determined for each of the four columns shown in the autoradiograph of FIG. 5 in the same manner as described above. The scanning direction of each column can be, for example, a straight line passing through the x-coordinate (x a ) and parallel to the y-axis direction. However, a is a positive integer and represents the number of each column.
次いで、各走査方向について、前述の方法と同
様にして信号のレベルが極大となる全ての点を検
知対象のサンプリング点とする。このようにし
て、各列について座標点およびこの座標点におけ
る信号のレベル（xa，yao，zao）を有するサンプ
リング点Saoが決定される。ただし、ｎは正の整
数であり、サンプリング点の番号を表わす。 Next, in each scanning direction, all points where the signal level is maximum are determined as sampling points to be detected in the same manner as in the above-described method. In this way, a sampling point S ao having a coordinate point and a signal level (x a , y ao , z ao ) at this coordinate point is determined for each column. However, n is a positive integer and represents the number of sampling points.
次に、上記四列の再編成を行なう。すなわち、
（x1，y1o，z1o）で表わされるサンプリング点S1o
を有する第１列と、（x2，y2o，z2o）で表わされ
るサンプリング点S2oを有する第２列とを用いて、
第１列のサンプリング点のｙ座標の集合｛y1o｝
は第２列のサンプリング点の集合｛y2o｝に含ま
れるので、
｛1o｝∩｛y2o｝＝｛y5o｝
なる演算で表わされる新たな集合｛y5o｝を作り、
これに対応する信号のレベルとともに（y5o，
z5o）で表わされるサンプリング点S5oを有する第
５列を得る。得られた第５列は、アデニン(A)のみ
の位置情報を有するものである。同様の演算処理
を（x3，y3o，z3o）で表わされるサンプリング点
S3oを有する第３列と、（x4，y4o，z4o）で表わさ
れるサンプリング点S4oを有する第４列との間に
おいても行なうことにより、（y6o，z6o）で表わ
されるサンプリング点S6oを有する第６列を得る。
この第６列は、チミン（Ｔ）のみの位置情報を有
するものである。このようにして、新しく次の四
列からなる一次元の位置情報（yao，zao）を得
る。 Next, the above four columns are reorganized. That is,
Sampling point S 1o expressed as (x 1 , y 1o , z 1o )
and a second column with a sampling point S 2o represented by (x 2 , y 2o , z 2o ),
Set of y coordinates of sampling points in the first column {y 1o }
is included in the set of sampling points in the second column {y 2o }, so we create a new set {y 5o } expressed by the operation { 1o }∩{y 2o }={y 5o },
Along with the corresponding signal level (y 5o ,
We obtain a fifth column with sampling point S 5o denoted by z 5o ). The obtained fifth column has position information only for adenine (A). Similar arithmetic processing is performed at the sampling point represented by (x 3 , y 3o , z 3o )
By doing this also between the third column with S 3o and the fourth column with sampling point S 4o denoted by (x 4 , y 4o , z 4o ), we get the result expressed by (y 6o , z 6o ) Obtain the 6th column with sampling point S 6o .
This sixth column has position information only for thymine (T). In this way, one-dimensional positional information (y ao , z ao ) consisting of the following four columns is newly obtained.
(1)−(G)特異的切断分解物
(5)−(A)特異的切断分解物
(6)−（Ｔ）特異的切断分解物
(4)−(C)特異的切断分解物
第６図は、上記の演算処理により再編成して得
られた上記四列の位置情報を図表的に示したもの
である。(1) - (G) Specific cleavage product (5) - (A) Specific cleavage product (6) - (T) Specific cleavage product (4) - (C) Specific cleavage product Part 6 The figure diagrammatically shows the position information of the four columns obtained by reorganizing through the above calculation process.
これら四列について、相互に位置（yao）を比
較してyaoの大きい順に並べる。たとえば、次の
ように表わされる図式を得ることができる。 The positions (y ao ) of these four columns are compared with each other and arranged in descending order of y ao . For example, we can obtain the following diagram:
S11，S41，S12，S42，S51，S52，S61，S13，S43，
……
上記の図式において、S1o＝Ｇ、S4o＝Ｃ、S5o
＝Ａ、S6o＝Ｔと置き換えることにより、次のよ
うな図式を得る。 S 11 , S 41 , S 12 , S 42 , S 51 , S 52 , S 61 , S 13 , S 43 ,
... In the above diagram, S 1o = G, S 4o = C, S 5o
By replacing =A and S 6o =T, the following diagram is obtained.
Ｇ−Ｃ−Ｇ−Ｃ−Ａ−Ａ−Ｔ−Ｇ−Ｃ−……
このようにして、DNAの片方の鎖状分子につ
いての塩基配列を決定することができる。なお、
得られたDNAの塩基配列についての情報は、上
記の表示形態に限られるものではなく、任意の表
示形態が可能である。たとえば、所望により、同
時に上述の信号処理におけるサンプリング点の信
号のレベル（zao）を、分離展開された各切断分
解物の相対量として表示することも可能である。
あるいは、第６図に示されるような図表化も可能
である。 G-C-G-C-A-A-T-G-C-... In this way, the base sequence of one chain molecule of DNA can be determined. In addition,
Information about the obtained DNA base sequence is not limited to the above display format, and any display format is possible. For example, if desired, it is also possible to simultaneously display the signal level (z ao ) at the sampling point in the above-described signal processing as the relative amount of each separated and developed cleaved decomposition product.
Alternatively, a diagram as shown in FIG. 6 is also possible.
あるいはさらに、DNAの二本の鎖状分子両方
についての塩基配列を表示することもできる。す
なわち、上記の記号で表わされた図式において各
塩基に対応する組合わせとして、Ａ→Ｔ、Ｇ→
Ｃ、Ｃ→Ｇ、Ｔ→Ａなる情報を与えることによ
り、次のような図式で表わされるDNAの塩基配
列を得る。 Alternatively, it is also possible to display the base sequences of both two stranded molecules of DNA. That is, in the diagram represented by the above symbols, the combinations corresponding to each base are A→T, G→
By providing information such as C, C→G, and T→A, the DNA base sequence represented by the following diagram can be obtained.
Ｇ−Ｃ−Ｇ−Ｃ−Ａ−Ａ−Ｔ−Ｇ−Ｃ−……
Ｃ−Ｇ−Ｃ−Ｇ−Ｔ−Ｔ−Ａ−Ｃ−Ｇ−……
なお、上記の（Ｇ、Ｇ＋Ａ、Ｔ＋Ｃ、Ｃ）の組
合わせを利用したDNAの塩基配列決定法は、
DNAの塩基配列決定法の一例であつて、本発明
の信号処理方法は、上記の組合わせに限定される
ものではなく、種々の組合わせが可能であり、ま
たその組合わせを利用し、上記の方法に準じる方
法により同様にして塩基配列を決定することが可
能である。たとえば、（Ｇ、Ａ、Ｔ、Ｃ）の組合
わせを利用しても、DNAの塩基配列を決定する
ことができる。あるいは、少なくとも一群の塩基
特異的切断分解物と適当な参照物質（たとえば、
各塩基特異的切断分解物の混合物）との組合わせ
から、特定の塩基についての配列を決定すること
も可能である。 G-C-G-C-A-A-T-G-C-... C-G-C-G-T-T-A-C-G-... In addition, the above (G, G+A, T+C , C) The DNA base sequencing method using the combination of
The signal processing method of the present invention, which is an example of a DNA base sequencing method, is not limited to the above combinations, and various combinations are possible. It is possible to determine the nucleotide sequence in a similar manner by a method similar to that of . For example, the base sequence of DNA can also be determined using a combination of (G, A, T, C). Alternatively, at least one base-specific cleavage product and a suitable reference material (e.g.
It is also possible to determine the sequence of a specific base from the combination with a mixture of each base-specific cleavage product.
また、上記の例においては、支持媒体上で一次
元的方向に分離展開している四列の放射性標識物
質群を用いて説明したが、分離展開列は四列に限
定されるものではなく、四列以上であつてもよい
し、またそれ以下であつてもよい。あるいは、一
つの支持媒体を用いて同時に二種類以上のDNA
の塩基配列を決定することも可能である。 Furthermore, in the above example, the explanation was given using four rows of radiolabeled substance groups that are separated and developed in a one-dimensional direction on the support medium, but the separation and development rows are not limited to four rows. There may be four or more rows, or fewer than four rows. Alternatively, two or more types of DNA can be simultaneously produced using one support medium.
It is also possible to determine the base sequence of
上記のような信号処理方法により決定された
DNAの塩基配列についての情報は、信号処理回
路２６から出力されたのち、たとえば、前述の記
録装置を用いて記録させることができる。 determined by the signal processing method described above.
After the information about the DNA base sequence is output from the signal processing circuit 26, it can be recorded using, for example, the recording device described above.
なお上記のようにして得られた情報は、このほ
かにも、たとえば、既に記録保存されている他の
DNAの塩基配列と照合するなどの遺伝言語学的
情報処理を行なうことも可能である。 In addition to this, the information obtained as described above may also be used in other ways, such as other information that has already been recorded.
It is also possible to perform genetic linguistic information processing such as matching with DNA base sequences.
一方、得られるデジタル信号、あるいはＡ／Ｄ
変換してデジタル信号を得る前の電気信号は、た
とえば、前述のようにして第４図の再生記録装置
に入力されたのち、写真フイルム等の感光材料上
に再生記録することができる。またデジタル信号
には、適当な画像処理が行なわれていてもよい。 On the other hand, the obtained digital signal or A/D
The electrical signal before being converted into a digital signal can be input to the reproducing/recording device shown in FIG. 4 as described above, and then can be reproduced and recorded on a photosensitive material such as photographic film. Further, the digital signal may be subjected to appropriate image processing.
第１図は、本発明において蓄積性蛍光体シート
に転写蓄積された試料中の放射性標識物質の位置
情報を読み出すための読出装置（あるいは読取装
置）の例を示すものである。
１：蓄積性蛍光体シート、２：先読み用読出
部、３：本読み用読出部、４：レーザー光源、
５：レーザー光、６：フイルター、７：光偏向
器、８：平面反射鏡、９：移送方向、１０：先読
み用導光性シート、１１：光検出器、１２：増幅
器、１３：制御回路、１４：レーザー光源、１
５：レーザー光、１６：フイルター、１７：ビー
ム・エクスパンダー、１８：光偏向器、１９：平
面反射鏡、２０：fθレンズ、２１：移送方向、２
２：本読み用導光性シート、２３：光検出器、２
４：増幅器、２５：Ａ／Ｄ変換器、２６：信号処
理回路。
第２図は、放射性標識物質が支持媒体上で一次
元的方向に分離展開された試料のオートラジオグ
ラフの例を示す図である。第３図は、信号処理の
ための走査方向上の位置とデジタル信号のレベル
との関係の例を表わすグラフである。第４図は、
本発明において蓄積性蛍光体シートに転写蓄積さ
れた試料中の放射性標識物質の位置情報を有する
デジタル信号を画像化するための再生記録装置の
例を示すものである。
２７：Ｄ／Ａ変換器、２８：光変調器、２９：
記録用レーザー光源、３０：レーザー光、３１：
走査ミラー、３２：感光材料。
第５図は、DNAの塩基特異的切断分解物がゲ
ル支持体上で分離展開された試料のオートラジオ
グラフの例を示す図である。第６図は、本発明の
信号処理方法により決定されたDNAの塩基配列
の例を模式的に示す図表である。
FIG. 1 shows an example of a reading device (or reading device) for reading positional information of a radiolabeled substance in a sample that has been transferred and accumulated on a stimulable phosphor sheet in the present invention. 1: stimulable phosphor sheet, 2: readout section for pre-reading, 3: readout section for main reading, 4: laser light source,
5: Laser light, 6: Filter, 7: Optical deflector, 8: Planar reflector, 9: Transfer direction, 10: Light guide sheet for prereading, 11: Photodetector, 12: Amplifier, 13: Control circuit, 14: Laser light source, 1
5: laser beam, 16: filter, 17: beam expander, 18: optical deflector, 19: plane reflecting mirror, 20: fθ lens, 21: transport direction, 2
2: Light guide sheet for main reading, 23: Photodetector, 2
4: Amplifier, 25: A/D converter, 26: Signal processing circuit. FIG. 2 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a sample in which a radiolabeled substance is separated and developed in a one-dimensional direction on a support medium. FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the position in the scanning direction and the level of the digital signal for signal processing. Figure 4 shows
This figure shows an example of a reproducing/recording device for converting into an image a digital signal having positional information of a radiolabeled substance in a sample transferred and accumulated on a stimulable phosphor sheet in the present invention. 27: D/A converter, 28: Optical modulator, 29:
Recording laser light source, 30: Laser light, 31:
Scanning mirror, 32: Photosensitive material. FIG. 5 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a sample in which a base-specific cleavage product of DNA was separated and developed on a gel support. FIG. 6 is a chart schematically showing examples of DNA base sequences determined by the signal processing method of the present invention.
Claims (1)
に分布している放射性標識物質から放出される放
射線エネルギーを蓄積性蛍光体シートに吸収させ
ることによつて、この蓄積性蛍光体シートに該放
射性標識物質の位置情報を有するオートラジオグ
ラフを蓄積記録したのち、該蓄積性蛍光体シート
を電磁波で走査して該オートラジオグラフを輝尽
光として放出させ、そしてこの輝尽光を光電的に
読み出すことにより得られる該オートラジオグラ
フに対応するデジタル信号について、 信号処理のための一次元的走査方向を決定す
る工程、 該走査方向上のサンプリング点を検出する工
程、 を含む信号処理を行なうことにより、該オートラ
ジオグラフ上の放射性標識物質の一次元的な位置
情報を記号および／または数値として得、一方で
は、該輝尽光を光電的に読み出すことにより得ら
れる該オートラジオグラフに対応する電気信号ま
たはデジタル信号より該オートラジオグラフを可
視画像としても得ることを特徴とするオートラジ
オグラフイーにおける信号処理方法。 ２ 該走査方向において信号レベルが極大となる
全ての点を走査方向上のサンプリング点とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオー
トラジオグラフイーにおける信号処理方法。 ３ 支持媒体上に分布している放射性標識物質
が、支持媒体上において一次元的方向に分離展開
された放射性標識の付与されている生体高分子物
質、その誘導体もしくはそれらの分解物であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第
２項記載のオートラジオグラフイーにおける信号
処理方法。 ４ 生体高分子物質が、核酸、その誘導体もしく
はそれらの分解物であり、信号処理により得られ
る記号および／または数値がその塩基配列を表わ
すものであることを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載のオートラジオグラフイーにおける信号
処理方法。 ５ 支持媒体上においてそれぞれが少なくとも一
次元的方向に分布している複数列の放射性標識物
質群から放出される放射線エネルギーを蓄積性蛍
光体シートに吸収させることによつて、この蓄積
性蛍光体シートに該放射性標識物質群の位置情報
を有するオートラジオグラフを蓄積記録したの
ち、該蓄積性蛍光体シートを電磁波で走査して該
オートラジオグラフを輝尽光として放出させ、そ
してこの輝尽光を光電的に読み出すことにより得
られる該オートラジオグラフに対応するデジタル
信号について、 該複数列のそれぞれについて信号処理のため
の一次元的走査方向を決定する工程、 該走査方向上のサンプリング点を該複数列の
それぞれについて検出する工程、 該複数列で検出されたサンプリング点の比較
同定を行なう工程、 を含む信号処理を行なうことにより、該オートラ
ジオグラフ上の複数列の放射性標識物質群の一次
元的な位置情報を記号および／または数値として
得、一方では、該輝尽光を光電的に読み出すこと
により得られる該オートラジオグラフに対応する
電気信号またはデジタル信号より該オートラジオ
グラフを可視画像として得ることを特徴とするオ
ートラジオグラフイーにおける信号処理方法。 ６ 該走査方向において信号レベルが極大となる
全ての点を走査方向上のサンプリング点とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のオー
トラジオグラフイーにおける信号処理方法。 ７ サンプリング点の比較同定を複数列のそれぞ
れの走査方向上の対応する位置間におけるサンプ
リング点の数値演算により行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第５項もしくは第６項記載のオ
ートラジオグラフイーにおける信号処理方法。 ８ 支持媒体上に分布している放射性標識物質群
が、支持媒体上において一次元的方向に分離展開
された放射性標識の付与されている生体高分子物
質群、その誘導体もしくはそれらの分解物である
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第７
項のいずれかの項記載のオートラジオグラフイー
における信号処理方法。 ９ 生体高分子物質群が、核酸、その誘導体もし
くはそれらの分解物であり、信号処理により得ら
れる記号および／または数値がそれらの塩基配列
を表わすものであることを特徴とする特許請求の
範囲第８項記載のオートラジオグラフイーにおけ
る信号処理方法。 １０ DNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列
を決定するためのオートラジオグラフイーにおけ
る信号処理方法であつて、放射性標識が付与され
たDNAもしくはDNA部分分解物の塩基特異的切
断分解により得られた、 １ 少なくともグアニン特異的切断分解物を含む
塩基特異的切断分解物、 ２ 少なくともアデニン特異的切断分解物を含む
塩基特異的切断分解物、 ３ 少なくともチミン特異的切断分解物を含む塩
基特異的切断分解物、 ４ 少なくともシトシン特異的切断分解物を含む
塩基特異的切断分解物、 を含む少なくとも四群の塩基特異的切断分解物の
それぞれが、支持媒体上に平行関係を以つて一次
元的に分離展開されて形成された分離展開列の放
射性標識物質群から放出される放射線エネルギー
を蓄積性蛍光体シートに吸収させることによつ
て、この蓄積性蛍光体シートに該放射性標識物質
群の位置情報を有するオートラジオグラフを蓄積
記録したのち、該蓄積性蛍光体シートを電磁波で
走査して該オートラジオグラフを輝尽光として放
出させ、そしてこの輝尽光を光電的に読み出すこ
とにより得られるそれぞれの分離展開列のオート
ラジオグラフに対応するデジタル信号について、 該分離展開列のそれぞれについて信号処理の
ための走査方向を決定する工程、 該分離展開列の走査方向上のサンプリング点
を該分離展開列のそれぞれについて検出する工
程、 少なくとも該四群の分離展開列のそれぞれに
ついて、走査方向上の対応する位置間でサンプ
リング点の照合を行なうことにより、グアニ
ン、アデニン、チミン、シトシンのそれぞれの
位置情報を得る工程、 を含む信号処理を行なうことにより、該DNAも
しくはDNA部分分解物の塩基配列を得るための
信号処理を行ない、一方では、該輝尽光を光電的
に読み出すことにより得られる該オートラジオグ
ラフに対応する電気信号またはデジタル信号より
該オートラジオグラフを可視画像としても得るこ
とを特徴とするオートラジオグラフイーにおける
信号処理方法。 １１ DNAもしくはDNA部分分解物の塩基特異
的切断分解物が、 １ グアニン特異的切断分解物、 ２ グアニン特異的切断分解物＋アデニン特異的
切断分解物、 ３ チミン特異的切断分解物＋シトシン特異的切
断分解物、 ４ シトシン特異的切断分解物、 からなる少なくとも四群の塩基特異的切断分解物
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１０項
記載のオートラジオグラフイーにおける信号処理
方法。[Scope of Claims] 1. The stimulable phosphor sheet is produced by absorbing radiation energy emitted from a radiolabeled substance distributed in at least one dimension on the support medium into the stimulable phosphor sheet. After accumulating and recording an autoradiograph having positional information of the radiolabeled substance, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light, and this photostimulated light is converted into photoelectrons. The digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by reading the autoradiograph is subjected to signal processing including: determining a one-dimensional scanning direction for signal processing; and detecting sampling points on the scanning direction. By doing so, one-dimensional positional information of the radiolabeled substance on the autoradiograph is obtained as a symbol and/or numerical value, and on the other hand, information on the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the stimulated light is obtained. A signal processing method in autoradiography, characterized in that the autoradiograph is also obtained as a visible image from a corresponding electric signal or digital signal. 2. A signal processing method in autoradiography according to claim 1, characterized in that all points at which the signal level reaches a maximum in the scanning direction are taken as sampling points in the scanning direction. 3. It is confirmed that the radiolabeled substance distributed on the support medium is a biopolymer substance, a derivative thereof, or a decomposition product thereof, to which a radiolabel is attached and which is separated and developed in one-dimensional direction on the support medium. A signal processing method in autoradiography according to claim 1 or 2, characterized by: 4. Claim 3, characterized in that the biopolymer substance is a nucleic acid, a derivative thereof, or a decomposition product thereof, and the symbol and/or numerical value obtained by signal processing represents the base sequence thereof. Signal processing method in autoradiography described. 5. By causing the stimulable phosphor sheet to absorb radiation energy emitted from a plurality of rows of radiolabeled substances, each of which is distributed in at least one dimension on the support medium, the stimulable phosphor sheet is After accumulating and recording an autoradiograph having positional information of the group of radiolabeled substances, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light, and this photostimulated light is emitted. determining a one-dimensional scanning direction for signal processing for each of the plurality of columns for a digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out; By performing signal processing including the steps of detecting each of the columns, and performing comparative identification of the sampling points detected in the plurality of columns, one-dimensional detection of radiolabeled substance groups in the plurality of columns on the autoradiograph is performed. On the one hand, the autoradiograph is obtained as a visible image from an electrical signal or a digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the stimulated light. A signal processing method in autoradiography characterized by the following. 6. The signal processing method in autoradiography according to claim 5, characterized in that all points at which the signal level reaches a maximum in the scanning direction are taken as sampling points in the scanning direction. 7. The autoradiography system according to claim 5 or 6, wherein the comparative identification of the sampling points is performed by numerical calculation of the sampling points between corresponding positions in the scanning direction of each of the plurality of columns. signal processing method. 8. The group of radiolabeled substances distributed on the support medium is a group of radioactively labeled biopolymer substances, derivatives thereof, or decomposition products thereof, which are separated and developed in one-dimensional direction on the support medium. Claims 5 to 7 are characterized in that:
A signal processing method in autoradiography according to any one of paragraphs. 9. Claim No. 9, wherein the biopolymer substances are nucleic acids, derivatives thereof, or decomposition products thereof, and the symbols and/or numerical values obtained by signal processing represent their base sequences. The signal processing method in autoradiography according to item 8. 10 A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a DNA partial decomposition product, which is obtained by base-specific cleavage of radioactively labeled DNA or a DNA partial decomposition product, 1 A base-specific cleavage product containing at least a guanine-specific cleavage product; 2 A base-specific cleavage product including at least an adenine-specific cleavage product; 3 A base-specific cleavage product containing at least a thymine-specific cleavage product. , 4 base-specific cleavage products including at least a cytosine-specific cleavage product, and each of at least four groups of base-specific cleavage products including: By making the stimulable phosphor sheet absorb the radiation energy emitted from the group of radiolabeled substances in the separated and expanded array formed by the stimulable phosphor sheet, an autograph having positional information of the group of radiolabeled substances is formed in the stimulable phosphor sheet. After accumulating and recording a radiograph, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light, and each separation development obtained by photoelectrically reading out this photostimulated light. for a digital signal corresponding to an autoradiograph of a column, determining a scanning direction for signal processing for each of the separated development columns; determining a sampling point in the scanning direction of the separation development column for each of the separation development columns; a step of detecting, a step of obtaining positional information of each of guanine, adenine, thymine, and cytosine by comparing sampling points between corresponding positions in the scanning direction for at least each of the four groups of separation and expansion columns; By performing signal processing including the following, signal processing is performed to obtain the base sequence of the DNA or DNA partial decomposition product, and on the other hand, it corresponds to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the photostimulated light. A signal processing method in autoradiography, characterized in that the autoradiograph is also obtained as a visible image from an electric signal or a digital signal. 11 The base-specific cleavage products of DNA or DNA partial decomposition products are: 1 guanine-specific cleavage product, 2 guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product, 3 thymine-specific cleavage product + cytosine-specific cleavage product 11. The signal processing method in autoradiography according to claim 10, comprising at least four groups of base-specific cleavage products consisting of: 4 cytosine-specific cleavage products.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58001327A JPS59126528A (en) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | Signal processing method in autoradiography |
| EP84100144A EP0113672A3 (en) | 1983-01-08 | 1984-01-09 | Signal processing method in autoradiography |
| US07/024,909 US4777597A (en) | 1983-01-08 | 1987-03-11 | Signal processing method in autoradiography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58001327A JPS59126528A (en) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | Signal processing method in autoradiography |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126528A JPS59126528A (en) | 1984-07-21 |
| JPH0259954B2 true JPH0259954B2 (en) | 1990-12-13 |
Family
ID=11498395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58001327A Granted JPS59126528A (en) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | Signal processing method in autoradiography |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59126528A (en) |
-
1983
- 1983-01-08 JP JP58001327A patent/JPS59126528A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59126528A (en) | 1984-07-21 |
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