JP2015129713A - image acquisition device and method - Google Patents

image acquisition device and method Download PDF

Info

Publication number
JP2015129713A
JP2015129713A JP2014001966A JP2014001966A JP2015129713A JP 2015129713 A JP2015129713 A JP 2015129713A JP 2014001966 A JP2014001966 A JP 2014001966A JP 2014001966 A JP2014001966 A JP 2014001966A JP 2015129713 A JP2015129713 A JP 2015129713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biological sample
light
image
infrared light
weak
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014001966A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6313978B2 (en
Inventor
克典 小江
Katsunori Koe
克典 小江
杉山 崇
Takashi Sugiyama
崇 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2014001966A priority Critical patent/JP6313978B2/en
Publication of JP2015129713A publication Critical patent/JP2015129713A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6313978B2 publication Critical patent/JP6313978B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide image acquisition device and a method for acquiring an image of a biological sample.SOLUTION: An image acquisition device includes a darkroom and a light source 34 that is provided inside the darkroom and irradiates a biological sample 21 held inside the darkroom with infrared light. The image acquisition device further includes an image acquisition unit that acquires a bright field image 41 of the biological sample 21 in an illuminated state where the biological sample 21 is irradiated with the infrared light and acquires a weak light image of the biological sample 21 in a non-illuminated state, and a control device 12 that has a display unit 13 displaying the bright field image 41 and the weak light image 42 overlapped with each other.

Description

本発明は、生体試料の画像を取得するための画像取得装置および方法に関する。   The present invention relates to an image acquisition apparatus and method for acquiring an image of a biological sample.

細胞等の生物由来の試料(生体試料)を顕微鏡下で解析する方法において、明視野画像と、発光画像(暗視野画像)と、を重ね合わせて解析を行う手法がある。この解析手法では、試料に対して可視光を照射した状態で試料にフォーカスを合わせて明視野画像を取得する。同様に、試料に可視光を当てない暗視野状態で、所定の露光時間をかけて撮影を行って、試料の自家発光の光等を取り込んだ発光画像を取得する。そして、2つの工程で取得した明視野画像と発光画像とを重ね合わせて、例えば、細胞の識別或いは細胞のピックアップ作業等の用途に利用される(例えば、特許文献1、2参照)。   In a method of analyzing a sample derived from a living organism such as a cell (biological sample) under a microscope, there is a method of performing analysis by superimposing a bright-field image and a luminescent image (dark-field image). In this analysis method, a bright field image is acquired by focusing the sample in a state in which the sample is irradiated with visible light. Similarly, photographing is performed over a predetermined exposure time in a dark field state where no visible light is applied to the sample, and a light emission image in which self-emission light or the like of the sample is captured is acquired. Then, the bright-field image and the light-emitting image acquired in the two steps are superimposed and used for, for example, applications such as cell identification or cell pickup work (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2007−93488号公報JP 2007-93488 A 特開2011−196867号公報JP 2011-196867 A

例えばオプシン遺伝子を発現する細胞など、いわゆる光感受性の生体試料を解析する場合には、明視野像を取得するために生体試料に可視光を照射すると、生体試料の性質が変化してしまう。このため、光感受性の生体試料の解析には、可視光を照射して明視野画像を取得する手法が適用できない。   For example, when analyzing a so-called photosensitive biological sample such as a cell expressing an opsin gene, if the biological sample is irradiated with visible light to obtain a bright field image, the properties of the biological sample change. For this reason, the technique of irradiating visible light and acquiring a bright field image cannot be applied to the analysis of a photosensitive biological sample.

一方、暗視野下において生体試料にフォーカスを合わせることは困難である。生体試料の自家発光は、通常極めて微弱であり、発光画像の取得には、数分から数十分の露光時間を要する。発光画像の取得後に、フォーカスが不良であった場合には、フォーカス位置を微調整した後に、再度発光画像の取得を行う。このような作業を複数回繰り返してフォーカスの調整を行う。その結果、暗視野下でのフォーカス調整には膨大な時間を要するか、或いはフォーカス調整がうまくいかず、鮮明な像が取得できないという問題を生ずる。   On the other hand, it is difficult to focus on a biological sample under a dark field. The self-emission of a biological sample is usually extremely weak, and an exposure time of several minutes to several tens of minutes is required to acquire a luminescent image. If the focus is poor after the emission image is acquired, the emission position is acquired again after finely adjusting the focus position. Such an operation is repeated a plurality of times to adjust the focus. As a result, the focus adjustment under the dark field takes a lot of time, or the focus adjustment is not successful and there is a problem that a clear image cannot be obtained.

本発明の目的は、光感受性の生体試料を取り扱う際の利便性を向上した画像取得装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the image acquisition apparatus which improved the convenience at the time of handling the photosensitivity biological sample.

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る顕微鏡装置は、暗室と、前記暗室内に設けられるとともに前記暗室内に保持された生体試料に赤外光を照射する光源と、を備える。顕微鏡装置は、前記生体試料に前記赤外光が照射された照明状態において当該生体試料から明視野画像を取得するとともに、非照明状態において前記生体試料の微弱光画像を取得する画像取得部と、前記明視野画像と前記微弱光画像とを重ね合わせて表示する表示部を有する制御装置と、を備える。   In order to achieve the above object, a microscope apparatus according to one aspect of the present invention includes a dark room, and a light source that is provided in the dark room and that irradiates a biological sample held in the dark room with infrared light. . The microscope apparatus acquires a bright field image from the biological sample in an illumination state where the infrared light is irradiated on the biological sample, and an image acquisition unit that acquires a weak light image of the biological sample in a non-illuminated state; A control unit having a display unit that displays the bright field image and the weak light image in a superimposed manner.

上記の構成によれば、光感受性の生体試料を取り扱う際の利便性を向上した画像取得装置を提供できる。   According to said structure, the image acquisition apparatus which improved the convenience at the time of handling a photosensitive biological sample can be provided.

第1実施形態にかかる顕微鏡システムの全体構成を示した斜視図。The perspective view which showed the whole structure of the microscope system concerning 1st Embodiment. 図1に示す顕微鏡システムの顕微鏡装置を示すブロック図。The block diagram which shows the microscope apparatus of the microscope system shown in FIG. 可視光を用いて明視野画像を取得する従来型の顕微鏡装置を用いて、可視光および刺激光を照射した際の光感受性の生体試料のCa2+反応を示すグラフ。The graph which shows Ca <2+> reaction of the photosensitivity biological sample at the time of irradiating visible light and stimulation light using the conventional microscope apparatus which acquires a bright field image using visible light. 実施形態の顕微鏡システムを用いて、赤外光および刺激光を照射した際の光感受性の生体試料のCa2+反応を示すグラフ。The graph which shows Ca <2+> reaction of the photosensitivity biological sample at the time of irradiating infrared light and stimulation light using the microscope system of embodiment. 図1に示す顕微鏡システムにおいて、赤外光を利用して取得した生体試料の明視野画像を示す図。The figure which shows the bright field image of the biological sample acquired using the infrared light in the microscope system shown in FIG. 図1に示す顕微鏡システムにおいて、暗視野で取得した生体試料の微弱光画像(発光画像)を示す図。The figure which shows the weak light image (luminescence image) of the biological sample acquired in the dark field in the microscope system shown in FIG. 図5に示す明視野画像と図6に示す微弱光画像と重ね合わせて表示部に表示された重ね合わせ画像を示す図。The figure which shows the superimposition image displayed on the display part by superimposing the bright field image shown in FIG. 5, and the weak light image shown in FIG. 第2実施形態の顕微鏡システムを用いて照射強度1で取得した画像を示す図。The figure which shows the image acquired by irradiation intensity 1 using the microscope system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の顕微鏡システムを用いて照射強度2で取得した画像を示す図。The figure which shows the image acquired by irradiation intensity 2 using the microscope system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の顕微鏡システムを用いて照射強度5で取得した画像を示す図。The figure which shows the image acquired by irradiation intensity 5 using the microscope system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の顕微鏡システムを用いて照射強度7で取得した画像を示す図。The figure which shows the image acquired by irradiation intensity 7 using the microscope system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の顕微鏡システムを用いて照射強度10で取得した画像を示す図。The figure which shows the image acquired with the irradiation intensity | strength 10 using the microscope system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の顕微鏡システムを用いて照射強度0ないし10で取得した画像および明視野画像中の発光細胞、非発光細胞、バックグラウンドの輝度を示したグラフ。The graph which showed the brightness | luminance of the luminescent cell, the nonluminous cell, and background in the image acquired with the irradiation intensity 0 thru | or 10 using the microscope system of 2nd Embodiment, and a bright field image. 図13に示すグラフに示すデータからバックグラウンドの輝度に対する、発光細胞の自己発光の輝度の比と、非発光細胞の輝度の比と、を示すグラフ。The graph which shows the ratio of the brightness | luminance of the self-luminescence of a luminescent cell with respect to the brightness | luminance of a background, and the ratio of the brightness | luminance of a nonluminous cell from the data shown in the graph shown in FIG.

[第1実施形態]
以下、図1から図7を参照して、第1実施形態の顕微鏡システムについて説明する。この顕微鏡システム11は、例えば、生体試料(培養細胞)をディッシュ等の容器を用いて培養したり、経時的に該細胞の微弱光画像および明視野画像(位相差画像を含む)等を取得したり、該細胞の現在の状態を示す画像(ライブ画像)を取得したり、この微弱光画像、明視野画像およびライブ画像等に基づいて1つの細胞、細胞のコロニー、或いは細胞の凝集塊である胚様体をピックアップしたり、多目的に使用される。この顕微鏡システム11では、制御装置12の表示部13(表示画面14)上において、明視野画像と微弱光画像とを重ね合わせて表示することができる。顕微鏡システム11は、画像取得装置の一例である。
[First Embodiment]
Hereinafter, the microscope system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7. For example, the microscope system 11 cultivates a biological sample (cultured cells) using a container such as a dish, or acquires a weak light image and a bright field image (including a phase difference image) of the cells over time. Or an image (live image) showing the current state of the cell, or a single cell, a colony of cells, or an aggregate of cells based on the weak light image, bright field image, live image, etc. The embryoid body is picked up and used for multiple purposes. In the microscope system 11, the bright field image and the weak light image can be superimposed and displayed on the display unit 13 (display screen 14) of the control device 12. The microscope system 11 is an example of an image acquisition device.

以下の実施形態でいう生体試料には、ルシフェラーゼやその他の発光性または蛍光性のあるタンパク質等を導入した各種の細胞(胚性幹細胞(ES細胞)、組織性幹細胞、人工多能性幹細胞(iPS細胞)などの培養細胞)、およびルシフェラーゼやその他の発光性または蛍光性のあるタンパク質等を導入した各種の生物が含まれる。本実施形態にいう微弱光画像には、細胞内のタンパク質(例えば、各種のルシフェラーゼ)などの自己発光の性質によって得られる発光画像が含まれる。本実施形態にいう微弱光画像には、例えば各種のGFP等のタンパク質を導入した細胞に励起光を照射して得られる蛍光画像が含まれていてもよい。   In the biological samples referred to in the following embodiments, various cells (embryonic stem cells (ES cells), tissue stem cells, induced pluripotent stem cells (iPS) into which luciferase, other luminescent or fluorescent proteins, etc. are introduced. Cells) and other living organisms into which luciferase or other luminescent or fluorescent proteins have been introduced. The weak light image referred to in the present embodiment includes a luminescent image obtained by self-luminous properties such as intracellular proteins (for example, various luciferases). The weak light image referred to in the present embodiment may include, for example, a fluorescent image obtained by irradiating a cell into which various proteins such as GFP are introduced with excitation light.

顕微鏡システム11は、顕微鏡装置15と、顕微鏡装置15に付属する周辺機器16と、を有している。顕微鏡装置15は、例えば発光を十分な時間(1分以上)露光する撮像素子(CCD、CMOS等)と、高NAの結像光学系(対物レンズ、結像レンズ等)と、を備え、これらによって細胞等から発せられる微弱光に基づいて微弱光画像を取得する。   The microscope system 11 includes a microscope device 15 and a peripheral device 16 attached to the microscope device 15. The microscope apparatus 15 includes, for example, an image sensor (CCD, CMOS, etc.) that exposes light for a sufficient time (1 minute or more) and a high NA imaging optical system (objective lens, imaging lens, etc.). A weak light image is acquired based on the weak light emitted from a cell or the like.

図1、図2に示すように、顕微鏡装置15は、ディッシュ等に載置された生体試料21を保持可能な本体22と、本体22の頂部に設けられた暗箱23(暗室)と、暗箱23の上部を覆う蓋24と、暗箱23内に設けられたインキュベータ25と、インキュベータ25内に設けられ皿状をなしたステージ26と、ステージ26上に置かれるディッシュ等の容器27と、容器27内に保持された生体試料21と、を有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the microscope apparatus 15 includes a main body 22 that can hold a biological sample 21 placed on a dish, a dark box 23 (dark room) provided on the top of the main body 22, and a dark box 23. A lid 24 that covers the upper portion of the plate, an incubator 25 provided in the dark box 23, a stage 26 in the incubator 25 having a dish shape, a container 27 such as a dish placed on the stage 26, and a container 27 And a biological sample 21 held in the container.

インキュベータ25およびステージ26には、観察用の孔が設けられている。図1に示すように、顕微鏡装置15は、暗箱23の下側に、例えば、ステージをX軸方向(前後方向)およびY軸方向(左右方向)に手動で移動させるためのハンドル28を有している。   The incubator 25 and the stage 26 are provided with observation holes. As shown in FIG. 1, the microscope apparatus 15 has a handle 28 for manually moving the stage in the X-axis direction (front-rear direction) and the Y-axis direction (left-right direction), for example, below the dark box 23. ing.

顕微鏡装置15は、本体22の暗箱23の下部に、ステージ26の下方に設けられた対物光学系31と、対物光学系31を通る不要な光を遮断する第1のフィルタ32と、対物光学系31および第1のフィルタ32の下方に設けられて対物光学系31を通った光を検出できるCCDカメラ33(カラーCCDカメラ)と、を有している。また、対物光学系31には図示しないズーム機構を備えていてもよい。CCDカメラ33は、画像(生体試料21の微弱光画像および明視野画像、生体試料21のライブ画像等)を取得可能な画像取得部の一例である。CCDカメラ33には、いわゆるIRカットフィルターが取り外されたカラーCCDカメラが用いられる。   The microscope apparatus 15 includes an objective optical system 31 provided below the dark box 23 of the main body 22, a first filter 32 that blocks unnecessary light passing through the objective optical system 31, and an objective optical system. 31 and a CCD camera 33 (color CCD camera) provided below the first filter 32 and capable of detecting light passing through the objective optical system 31. The objective optical system 31 may be provided with a zoom mechanism (not shown). The CCD camera 33 is an example of an image acquisition unit that can acquire images (a weak light image and a bright field image of the biological sample 21, a live image of the biological sample 21, etc.). As the CCD camera 33, a color CCD camera from which a so-called IR cut filter is removed is used.

顕微鏡装置15に接続される周辺機器16には、明視野画像や蛍光画像を取得する際に利用される光源34と、光源34およびCCDカメラ33と接続された制御装置12(コンピュータ)と、が含まれる。   The peripheral device 16 connected to the microscope device 15 includes a light source 34 used when acquiring a bright field image and a fluorescent image, and a control device 12 (computer) connected to the light source 34 and the CCD camera 33. included.

光源34は、暗箱23内に保持された生体試料21に赤外光を照射可能なランプまたはLED等を有している。光源34は、赤外光の中でも、近赤外光を照射可能な赤外線発光ダイオードを用いることが好ましい。なお、赤外光は、一般的には、0.78μmから1000μmまでの範囲の電磁波をいう。近赤外光は、一般的には0.78μmから2μmまでの範囲の電磁波をいう。本実施形態では、光源34の一例として、最大発光波長が0.90μmから1.00μmの赤外線発光ダイオードが用いられる。   The light source 34 includes a lamp or LED that can irradiate the biological sample 21 held in the dark box 23 with infrared light. As the light source 34, it is preferable to use an infrared light emitting diode capable of irradiating near infrared light among infrared light. Infrared light generally refers to electromagnetic waves in the range from 0.78 μm to 1000 μm. Near-infrared light generally refers to electromagnetic waves in the range of 0.78 μm to 2 μm. In the present embodiment, an infrared light emitting diode having a maximum emission wavelength of 0.90 μm to 1.00 μm is used as an example of the light source 34.

光源34は、白色光を照射可能なランプやLED等を別途に有していてもよい。本実施形態では、光源34は、制御装置12の制御下でオン・オフ制御されるが、スイッチを設けて手動でオン・オフの操作を行ってもよい。   The light source 34 may have a lamp, LED, etc. which can irradiate white light separately. In the present embodiment, the light source 34 is controlled to be turned on / off under the control of the control device 12, but a switch may be provided to manually turn on / off.

光源34は、例えば、暗箱23内(蓋24内)に設けられているが、光源34は必ずしも顕微鏡装置15内に搭載されている必要は無い。光源34は、顕微鏡装置15外に設置されてもよく、光源34からの光をミラーや光ファイバ等で伝達するようにして顕微鏡装置15の暗箱23内に入射させてもよい。光源34は、蛍光観察時に利用する励起光を照射可能な蛍光ユニットをさらに備えていても良い。本実施形態で用いることができる顕微鏡装置15には、例えばオリンパス株式会社製の発光イメージングシステムLUMINOVIEW LV200(LUMINOVIEW(登録商標)があるが、これに限定されるものではなく、他の顕微鏡装置を用いてもよい。   For example, the light source 34 is provided in the dark box 23 (in the lid 24), but the light source 34 is not necessarily mounted in the microscope apparatus 15. The light source 34 may be installed outside the microscope apparatus 15 and may be incident on the dark box 23 of the microscope apparatus 15 so that light from the light source 34 is transmitted by a mirror, an optical fiber, or the like. The light source 34 may further include a fluorescent unit capable of irradiating excitation light used during fluorescence observation. The microscope apparatus 15 that can be used in the present embodiment includes, for example, a light-emitting imaging system LUMINOWVIEW LV200 (LUMINOWVIEW (registered trademark) manufactured by Olympus Corporation, but is not limited to this, and other microscope apparatuses are used. May be.

図1に示される制御装置12は、一般的なパーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、液晶ディスプレイ等で構成される表示部13(表示画面14)と、入力手段としてのキーボード35およびマウス36など、を含んでいる。制御装置12は、CCDカメラ33の撮影条件の制御、取得像の画像化と表示部13への表示、および光源34の光量を制御することができる。制御装置12は、取得した微弱光画像および明視野画像の記憶のほか、これら微弱光画像および明視野画像の画像処理や画像解析をすることができる。制御装置12は、これら画像解析の結果のデータを観察条件とともに記憶することができる。制御装置12は、第1のフィルタ32を種類の異なる適切なフィルタに切り替える制御を行うことができる。さらに制御装置12は、対物光学系31のズーム制御を行うことができる。   The control device 12 shown in FIG. 1 is a computer such as a general personal computer, and includes a display unit 13 (display screen 14) constituted by a liquid crystal display and the like, a keyboard 35 and a mouse 36 as input means, and the like. Contains. The control device 12 can control the photographing conditions of the CCD camera 33, convert the acquired image into an image and display it on the display unit 13, and control the amount of light from the light source 34. In addition to storing the acquired weak light image and bright field image, the control device 12 can perform image processing and image analysis of the weak light image and bright field image. The control device 12 can store data of the results of the image analysis together with the observation conditions. The control device 12 can perform control to switch the first filter 32 to an appropriate filter of a different type. Furthermore, the control device 12 can perform zoom control of the objective optical system 31.

顕微鏡装置15で明視野画像を取得する場合には、光源34から近赤外光が照射されるようにして生体試料21を照明し、透過した光が、対物光学系31を進み、第1のフィルタ32で光が遮断されないようにして、CCDカメラ33で検出される。CCDカメラ33で検出された光は、制御装置12に送られて画像化される。微弱光画像を取得する場合には、生体試料21から発せられた光は、対物光学系31に進み、第1のフィルタ32で不要な光が遮断されてCCDカメラ33で検出される。CCDカメラ33で検出された光は、制御装置12に送られて画像化される。また、蛍光画像を取得する場合は、光源34から射出された光は、光源34に設けられたフィルタで蛍光タンパク等を励起する波長の光のみを透過され、生体試料21に照射される。生体試料21で発せられた光は、対物光学系31を進み、第1のフィルタ32で不要な光が遮断されて、CCDカメラ33で検出される。CCDカメラ33で検出された光は、制御装置12に送られて画像化される。   When acquiring a bright-field image with the microscope device 15, the biological sample 21 is illuminated so that near-infrared light is emitted from the light source 34, and the transmitted light travels through the objective optical system 31, and the first The light is not blocked by the filter 32 and is detected by the CCD camera 33. The light detected by the CCD camera 33 is sent to the control device 12 and imaged. When acquiring a weak light image, the light emitted from the biological sample 21 proceeds to the objective optical system 31, and unnecessary light is blocked by the first filter 32 and detected by the CCD camera 33. The light detected by the CCD camera 33 is sent to the control device 12 and imaged. When acquiring a fluorescent image, the light emitted from the light source 34 is transmitted through only light having a wavelength that excites the fluorescent protein or the like by a filter provided in the light source 34 and is irradiated on the biological sample 21. The light emitted from the biological sample 21 travels through the objective optical system 31, unnecessary light is blocked by the first filter 32, and is detected by the CCD camera 33. The light detected by the CCD camera 33 is sent to the control device 12 and imaged.

なお、本実施形態のように赤外光(特に、近赤外光)を用いて取得した明視野画像は、バックグラウンドの色が薄紫色になるものの、可視光を用いて取得した明視野画像と遜色ない同等以上の画質を有する。むしろ、近赤外光を用いて取得した明視野画像は、生体試料21に厚みがある場合に、近赤外光の高い透過性により可視光で取得した明視野画像よりも鮮明な像を得ることができる。   Note that the bright-field image acquired using infrared light (particularly near-infrared light) as in this embodiment is a bright-field image acquired using visible light, although the background color is light purple. It has the same or better image quality. Rather, the bright-field image acquired using near-infrared light obtains a clearer image than the bright-field image acquired with visible light due to the high transmittance of near-infrared light when the biological sample 21 is thick. be able to.

続いて、図3、図4を参照して、可視光を用いて明視野画像を取得する従来型の顕微鏡装置を用いて観察した場合と、本実施形態のように赤外光を用いて明視野画像を取得する顕微鏡装置15を用いて観察した場合の、両方について光感受性の生体試料21に与える影響について評価した結果について説明する。   Subsequently, referring to FIG. 3 and FIG. 4, a case where observation is performed using a conventional microscope apparatus that acquires a bright-field image using visible light, and bright light using infrared light as in the present embodiment. A description will be given of the results of evaluating the influence of the both on the light-sensitive biological sample 21 when observed using the microscope apparatus 15 that acquires the field image.

光感受性の生体試料21としては、様々な細胞(培養細胞)や生体組織、或いは光を感じることができる目や感覚器を持った動物等があるが、本評価では、例えば、オプシン遺伝子を発現させた培養細胞(HEK293細胞)を用いた。この培養細胞には、予めOPN5とCa2+発光インジケーターの発現ベクター(cpGL−CaM)を所定の方法で遺伝子導入してある。この培養細胞は、レチナール誘導体を添加した培地で予め培養されている。また、培養細胞の発光観察の前には、培養細胞に対してルシフェリンが最適な濃度で添加される。 Examples of the light-sensitive biological sample 21 include various cells (cultured cells) and biological tissues, or animals having eyes and sensory organs that can sense light. In this evaluation, for example, an opsin gene is expressed. Cultured cells (HEK293 cells) were used. In this cultured cell, OPN5 and Ca 2+ luminescence indicator expression vector (cpGL-CaM) have been introduced in advance by a predetermined method. This cultured cell is previously cultured in a medium supplemented with a retinal derivative. Prior to observation of luminescence of cultured cells, luciferin is added to the cultured cells at an optimal concentration.

この光感受性の生体試料を観察する実験系では、まず細胞観察用の光(可視光または赤外光)で20秒間生体試料21を観察し、その後OPN5の刺激光(青色光)を生体試料21に20秒間照射して、Ca2+の応答を観察した。この実験系では、光感受性の培養細胞に対して刺激光(青色光)を照射すると、Ca2+が放出され、細胞の発光量が低下する。 In this experimental system for observing a photosensitive biological sample, first, the biological sample 21 is observed with light for cell observation (visible light or infrared light) for 20 seconds, and then OPN5 stimulation light (blue light) is applied to the biological sample 21. Was irradiated for 20 seconds and the Ca 2+ response was observed. In this experimental system, when stimulating light (blue light) is irradiated to a photosensitive cultured cell, Ca 2+ is released and the amount of luminescence of the cell decreases.

図3に示すように、細胞観察用の光に可視光を用いた場合には、可視光の照射時と刺激光の照射時の両方で培養細胞の発光量(相対発光量)が低下するCa2+の応答が見られた。これに対して、図4に示すように、細胞観察用の光に赤外光を用いた場合には、赤外光を照射時には発光量が低下せず、刺激光の照射時に発光量が低下した(すなわち、Ca2+の応答が見られた。)。この評価結果から、光感受性の生体試料21を評価する実験系でも、生体試料21に光刺激を与えることなく生体試料21の評価を行うことができることが確認された。 As shown in FIG. 3, when visible light is used as the cell observation light, the luminescence amount (relative luminescence amount) of the cultured cells decreases both during irradiation with visible light and irradiation with stimulation light. A 2+ response was seen. On the other hand, as shown in FIG. 4, when infrared light is used as cell observation light, the light emission amount does not decrease when irradiated with infrared light, and the light emission amount decreases when irradiated with stimulation light. (Ie, a Ca 2+ response was seen). From this evaluation result, it was confirmed that the biological sample 21 can be evaluated without giving a light stimulus to the biological sample 21 even in an experimental system for evaluating the photosensitive biological sample 21.

続いて、本実施形態の顕微鏡装置15を用いた生体試料21の観察手順および重ね合わせ画像の表示方法について説明する。   Subsequently, an observation procedure of the biological sample 21 using the microscope apparatus 15 of the present embodiment and a method for displaying a superimposed image will be described.

生体試料21を顕微鏡装置15に設置した後、生体試料21の種類や培養の条件に応じて、観察条件を設定する。続いて、生体試料21に赤外光を照射した状態で、制御装置12からCCDカメラ33を操作して生体試料21にフォーカスを合わせて明視野画像41を取得する(図5参照)。この明視野画像41は、制御装置12に内蔵される記憶装置に保存される。   After the biological sample 21 is installed in the microscope apparatus 15, the observation conditions are set according to the type of the biological sample 21 and the culture conditions. Subsequently, in a state in which the biological sample 21 is irradiated with infrared light, the CCD camera 33 is operated from the control device 12 to focus on the biological sample 21 to obtain a bright field image 41 (see FIG. 5). The bright field image 41 is stored in a storage device built in the control device 12.

続いて、上記の明視野画像41を取得した際のフォーカス状態のまま、生体試料21の微弱光画像42を取得する。発光画像を微弱光画像42として取得する場合には、生体試料21からの発光量が極めて少ないため、露出時間を十分に確保して鮮明な画像を取得(撮影)する。露光時間は、例えば、数分から数十分である。蛍光画像を微弱光画像42として取得する場合には、生体試料21に最適な光量の励起光を照射することで十分な発光量が得られるため、比較的短時間で鮮明な画像を取得できる。   Subsequently, the weak light image 42 of the biological sample 21 is acquired in the focused state when the bright field image 41 is acquired. When acquiring a luminescent image as the weak light image 42, since the amount of luminescence from the biological sample 21 is extremely small, a clear image is acquired (captured) with sufficient exposure time. The exposure time is, for example, several minutes to several tens of minutes. When a fluorescent image is acquired as the weak light image 42, a sufficient amount of light emission can be obtained by irradiating the biological sample 21 with an optimal amount of excitation light, so that a clear image can be acquired in a relatively short time.

微弱光画像42は、制御装置12からCCDカメラ33を操作して画像を取得する(図6参照)。取得された発光画像あるいは蛍光画像は、制御装置12に内蔵される記憶装置に保存される。   The weak light image 42 is obtained by operating the CCD camera 33 from the control device 12 (see FIG. 6). The acquired luminescent image or fluorescent image is stored in a storage device built in the control device 12.

続いて、明視野画像41と微弱光画像42とを重ね合わせた重ね合わせ画像を表示部13に表示する。まず、ユーザは、重ね合わせ表示を行いたい明視野画像41を表示部13に表示させる。この明視野画像は、上記の工程で記憶装置に記憶されたものを選択してもよいし、生体試料21に再度赤外光(近赤外光)を照射して上記明視野画像41や微弱光画像42を取得した際と同じフォーカス位置でライブ画像を取得し、このライブ画像を明視野画像として表示部13に表示することもできる。   Subsequently, a superimposed image obtained by superimposing the bright field image 41 and the weak light image 42 is displayed on the display unit 13. First, the user causes the display unit 13 to display the bright field image 41 that is desired to be superimposed and displayed. The bright field image may be selected from those stored in the storage device in the above process, or the biological sample 21 is again irradiated with infrared light (near infrared light) and the bright field image 41 or the weak field image is weak. It is also possible to acquire a live image at the same focus position as when the optical image 42 is acquired and display the live image on the display unit 13 as a bright field image.

明視野画像41を表示した状態で、重ね合わせ表示を表示する設定にして、ユーザが明視野画像41に含まれている生体試料21の一部(コロニー、細胞、動物の一部等)と同じ部分を含んだ微弱光画像42の表示を制御装置12に指示すると、制御装置12が微弱光画像42を読み出す。これによって表示部13では、微弱光画像42が明視野画像41の一部に重ねて表示され、この微弱光画像42は、表示位置をマウス36等を介して手動で変更できるように表示部13に表示される。すなわち、本実施形態では、微弱光画像42内の生体試料21の一部の像が明視野画像41中の対応する生体試料21の一部の像と重なるように、ユーザがマウス36等を利用してマニュアルで微弱光画像42を移動させ、微調整しつつ微弱光画像42を配置する。この明視野画像41に対する微弱光画像42の重ね合わせは、画像認識等の手法によって自動的に制御装置12で行うようにしてもよい。なお、明視野画像41の倍率を変更した場合は、制御装置12は、それに合わせて微弱光画像42の縮小率も適宜に変更して明視野画像41に重ね合わせて表示することができる。   In a state where the bright field image 41 is displayed, the display is set to display an overlapping display, and the user is the same as a part of the biological sample 21 (colony, cell, part of animal, etc.) included in the bright field image 41. When the control device 12 is instructed to display the weak light image 42 including the portion, the control device 12 reads the weak light image 42. As a result, the display unit 13 displays the weak light image 42 so as to be superimposed on a part of the bright field image 41, and the display unit 13 can change the display position manually via the mouse 36 or the like. Is displayed. That is, in the present embodiment, the user uses the mouse 36 or the like so that the partial image of the biological sample 21 in the weak light image 42 overlaps the partial image of the corresponding biological sample 21 in the bright field image 41. Then, the faint light image 42 is moved manually, and the faint light image 42 is arranged with fine adjustment. The superposition of the weak light image 42 on the bright field image 41 may be automatically performed by the control device 12 by a method such as image recognition. Note that when the magnification of the bright field image 41 is changed, the control device 12 can appropriately change the reduction rate of the weak light image 42 in accordance with the magnification and display the superimposed image on the bright field image 41.

図7に示すように、明視野画像41に対して適切な位置で微弱光画像42が表示された場合には、明視野画像41に対して微弱光画像42の位置を固定して重ね合わせ画像43を作成し、必要に応じてこの重ね合わせ画像43を制御装置12の記憶装置に保存する。この重ね合わせ画像43は、特定の遺伝子を発現している細胞の選別あるいはピックアップ、分化している細胞の特定など、種々の用途に用いることができる。   As shown in FIG. 7, when the weak light image 42 is displayed at an appropriate position with respect to the bright field image 41, the position of the weak light image 42 is fixed with respect to the bright field image 41. 43 is created, and the superimposed image 43 is stored in the storage device of the control device 12 as necessary. The superimposed image 43 can be used for various purposes such as selection or pickup of cells expressing a specific gene, identification of differentiated cells, and the like.

第1実施形態によれば、画像取得装置は、暗室と、前記暗室内に設けられるとともに前記暗室内に保持された生体試料21に赤外光を照射する光源34と、生体試料21に前記赤外光が照射された照明状態において生体試料21から明視野画像41を取得するとともに、非照明状態において生体試料21の微弱光画像42を取得する画像取得部と、明視野画像41と微弱光画像42とを重ね合わせて表示する表示部13を有する制御装置12と、を備える。   According to the first embodiment, the image acquisition device includes a dark room, a light source 34 that is provided in the dark room and is irradiated with infrared light on the biological sample 21 that is held in the dark room, and the red light is applied to the biological sample 21. An image acquisition unit that acquires the bright field image 41 from the biological sample 21 in the illumination state irradiated with external light, and acquires the weak light image 42 of the biological sample 21 in the non-illumination state, and the bright field image 41 and the weak light image. And the control device 12 having the display unit 13 that displays the image 42 in a superimposed manner.

本実施形態の画像取得方法は、赤外光を生体試料21に照射して生体試料21の明視野画像41を取得し、生体試料21の微弱光画像42を取得し、明視野画像41と微弱光画像42とを重ね合わせて表示する。   The image acquisition method of this embodiment irradiates the biological sample 21 with infrared light to acquire the bright field image 41 of the biological sample 21, acquires the weak light image 42 of the biological sample 21, and weakly matches the bright field image 41. The optical image 42 is superimposed and displayed.

一般に、暗視野において細胞等の生体試料にフォーカスを合わせることは困難であり、微弱光画像42を取得するのに先だって明視野画像41を取得することが通常行われる。特に微弱光画像42として、細胞の自己発光の性質によって得られる発光画像を取得する際には、発光画像の取得に長時間の露光が必要であるため、フォーカスを合わせることがさらに困難であった。   In general, it is difficult to focus on a biological sample such as a cell in a dark field, and the bright field image 41 is usually acquired before the weak light image 42 is acquired. In particular, when acquiring a luminescent image obtained by the self-luminous property of the cell as the weak light image 42, it is more difficult to focus because long-time exposure is required to acquire the luminescent image. .

上記の構成によれば、いわゆる光感受性の生体試料に対して、光刺激を与えることなく生体試料21の明視野画像41を取得することができる。これによって、例えば光刺激に生体試料21が反応する実験系、特に光刺激によって生体試料21が不可逆的に変化してしまうような実験系において、赤外光で明視野画像41を取得することで迅速なフォーカス合わせおよび観察領域の決定を行うことができる。また、赤外光(近赤外光)を生体試料21に照射することで、赤外光(近赤外光)の高い透過性(周囲の物質に近赤外光が吸収されない性質)によって、生体試料21(細胞)の輪郭がはっきりとした明視野画像41を得ることができる。これによって、特に厚みの大きい生体試料21において明瞭な明視野画像を得ることができる。
[第2実施形態]
続いて、図8から図14を参照して、顕微鏡システム11の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態の顕微鏡システム11は、生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41を1回で取得する点で第1の実施形態のものと異なっているが、他の部分は第1の実施形態と共通している。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については説明を省略する。第2の実施形態の顕微鏡システム11は、図1に示すものと同様の外観を有する。顕微鏡システム11は、画像取得装置の一例である。
According to said structure, the bright field image 41 of the biological sample 21 can be acquired, without giving a light stimulus with respect to what is called a photosensitive biological sample. Thus, for example, in an experimental system in which the biological sample 21 reacts to light stimulation, particularly in an experimental system in which the biological sample 21 changes irreversibly due to light stimulation, the bright field image 41 is acquired with infrared light. Rapid focusing and observation area determination can be performed. In addition, by irradiating the biological sample 21 with infrared light (near infrared light), due to high transparency of infrared light (near infrared light) (property that the surrounding material does not absorb near infrared light), A bright field image 41 with a clear outline of the biological sample 21 (cells) can be obtained. Thereby, a clear bright-field image can be obtained particularly in the biological sample 21 having a large thickness.
[Second Embodiment]
Subsequently, a second embodiment of the microscope system 11 will be described with reference to FIGS. The microscope system 11 of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that the bright field image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21 is acquired at one time. Common to the first embodiment. For this reason, mainly different parts will be described, and description of common parts will be omitted. The microscope system 11 of the second embodiment has the same appearance as that shown in FIG. The microscope system 11 is an example of an image acquisition device.

顕微鏡システム11の周辺機器には、明視野画像41を取得する際に利用される光源34と、光源34およびCCDカメラ33(画像取得部)と接続された制御装置12(コンピュータ)と、が含まれている。   Peripheral devices of the microscope system 11 include a light source 34 used when acquiring the bright field image 41 and a control device 12 (computer) connected to the light source 34 and the CCD camera 33 (image acquisition unit). It is.

光源34は、生体試料21に赤外光を照射可能なランプまたはLED等を有している。光源34は、特に、近赤外光を照射可能な赤外線発光ダイオードを用いることが好ましい。   The light source 34 has a lamp or LED that can irradiate the biological sample 21 with infrared light. In particular, the light source 34 is preferably an infrared light emitting diode capable of irradiating near infrared light.

光源34は、明視野画像41を取得する際の全露光時間中の一部の時間で短時間点灯することで、結果として生体試料21に対して微弱な赤外光(近赤外光)を照射することができる。このとき、光源の1回の点灯時間を例えば、0.5〜1秒とし、露光時間中に光源を複数回点灯させることで、微弱な赤外光を実現する。この微弱な赤外光は、例えば、表示部13の表示画面14上で(生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41中で)、バックグラウンドの輝度が生体試料21の自己発光の輝度よりも1.25倍以上暗くなる程度に微弱な光である。   The light source 34 is turned on for a short time during a part of the total exposure time when the bright field image 41 is acquired, and as a result, weak infrared light (near infrared light) is applied to the biological sample 21. Can be irradiated. At this time, weak lighting is realized by setting the lighting time of the light source to 0.5 to 1 second, for example, and lighting the light source a plurality of times during the exposure time. This weak infrared light is, for example, on the display screen 14 of the display unit 13 (in the bright field image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21), and the background luminance is the self-luminous of the biological sample 21. The light is so weak that it is 1.25 times darker than the brightness.

光源のオン・オフの制御は、例えば光源34に接続された制御装置12によってなされるが、光源34に接続されたスイッチによって手動でオン・オフの切り替え操作を行ってもよい。また、微弱な赤外光は、極めて微弱な赤外光(近赤外光)を露光時間の全体で連続的に点灯させることで実現してもよい。   The on / off control of the light source is performed by, for example, the control device 12 connected to the light source 34, but the on / off switching operation may be manually performed by a switch connected to the light source 34. Further, weak infrared light may be realized by continuously lighting extremely weak infrared light (near infrared light) over the entire exposure time.

続いて、本実施形態の顕微鏡システム11を使用して生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41を取得する手順について説明する。   Next, a procedure for acquiring the bright field image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21 using the microscope system 11 of the present embodiment will be described.

生体試料21の自己発光の光を含んだ明視野画像41の取得に先立って、生体試料21に赤外光を照射した状態で対物光学系31およびハンドル28を操作して生体試料21の観察したい地点にフォーカスを合わせる。   Prior to the acquisition of the bright field image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21, it is desired to observe the biological sample 21 by operating the objective optical system 31 and the handle 28 in a state where the biological sample 21 is irradiated with infrared light. Focus on the point.

続いて、生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41をCCDカメラ33で取得する。通常、生体試料21の自己発光の光は微弱であるため、このような明視野画像41の取得には、数分から数十分の露光時間を要する。本実施形態では、露光時間は、例えば3分間である。露光時間中において、制御装置12によって光源34のオン・オフ制御を行って、生体試料21に微弱な赤外光を照射する。本実施形態では、露光時間中の光源34の点灯回数を例えば、2回とした。このような手順によって、例えば図9に示すような生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41を取得することができる。   Subsequently, a bright field image 41 including self-luminous light of the biological sample 21 is acquired by the CCD camera 33. Usually, since the self-luminous light of the biological sample 21 is weak, the acquisition of such a bright field image 41 requires several minutes to several tens of minutes of exposure time. In the present embodiment, the exposure time is, for example, 3 minutes. During the exposure time, the control device 12 performs on / off control of the light source 34 to irradiate the biological sample 21 with weak infrared light. In the present embodiment, the number of times the light source 34 is turned on during the exposure time is, for example, two. By such a procedure, for example, a bright field image 41 including self-luminous light of the biological sample 21 as shown in FIG. 9 can be acquired.

さらに発明者らは、微弱な赤外光の強度をどの程度に設定すればよいかについて検討を行った。図8から図14では、露光時間中の光源34の点灯回数を変化させることで、微弱な赤外光の照射強度を操作して、これの最適な強度を見出すことにした。本検討では、光源34の点灯回数が1回の場合、照射強度1となり、光源34の点灯回数がn回の場合、照射強度nとなる。光源34の点灯回数が0回の場合、照射強度0となる。このようにして、照射強度0〜10までの条件で生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41をCCDカメラ33で取得した。   Furthermore, the inventors examined how much weak infrared light intensity should be set. In FIG. 8 to FIG. 14, the optimum intensity of light is detected by manipulating the irradiation intensity of weak infrared light by changing the number of times the light source 34 is turned on during the exposure time. In this examination, the irradiation intensity is 1 when the light source 34 is turned on once, and the irradiation intensity n when the light source 34 is turned on n times. When the number of lighting times of the light source 34 is zero, the irradiation intensity is zero. In this way, the bright field image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21 was obtained with the CCD camera 33 under the conditions of the irradiation intensity of 0 to 10.

図8から図12のそれぞれに、照射強度1、2、5、7、10で取得した画像を示す。これらのすべての画像において、円で囲まれた領域1〜3は、自己発光している細胞を示す。領域4〜6は発光していない細胞を示し、領域7〜9はバックグラウンドを示している。図13に、表示画面14上に表示された照射強度1〜10の各画像における、生体試料21(発光細胞)の自己発光の輝度、非発光細胞の輝度、バックグラウンドの輝度を示した表を示す。図14に、バックグラウンドの輝度に対する生体試料21(発光細胞)の自己発光の輝度の比と、バックグラウンドの輝度に対する非発光細胞の輝度の比と、を示す。   FIGS. 8 to 12 show images acquired at irradiation intensities of 1, 2, 5, 7, and 10, respectively. In all these images, the circled regions 1 to 3 represent cells that are self-luminous. Regions 4 to 6 represent non-luminescent cells, and regions 7 to 9 represent background. FIG. 13 is a table showing the self-luminous luminance, the non-luminous cell luminance, and the background luminance of the biological sample 21 (luminous cells) in each image of irradiation intensity 1 to 10 displayed on the display screen 14. Show. FIG. 14 shows the ratio of the self-luminous luminance of the biological sample 21 (luminescent cell) to the background luminance and the ratio of the non-luminous cell luminance to the background luminance.

照射強度1〜10の各画像を検討した結果、照射強度1、2の画像について明視野画像41中で生体試料21の自己発光(発光細胞)を確認することができた。一方、図10から図12に示すように照射強度3〜10の画像については、バックグラウンドの輝度が上がり、発光細胞と非発光細胞とを区別することが難しくなった。   As a result of examining each image with irradiation intensity 1 to 10, self-luminescence (luminescent cells) of the biological sample 21 could be confirmed in the bright field image 41 for the images with irradiation intensity 1 and 2. On the other hand, as shown in FIG. 10 to FIG. 12, for images with an irradiation intensity of 3 to 10, the background brightness is increased, making it difficult to distinguish between luminescent cells and non-luminescent cells.

図14に示すように、非発光細胞は、バックグラウンドの輝度に対して1.25倍程度の輝度を有する。そして、上記のように発光細胞を明確に区別できる照射強度1、2の画像では、バックグラウンドの輝度に対する生体試料21の自己発光の輝度は、いずれも1.25倍よりも高い数値を示した。   As shown in FIG. 14, non-luminescent cells have a brightness of about 1.25 times the background brightness. And in the image of the irradiation intensity | strengths 1 and 2 which can distinguish a luminescent cell clearly as mentioned above, the brightness | luminance of the self-light emission of the biological sample 21 with respect to the brightness | luminance of a background showed the numerical value higher than 1.25 times in all. .

このため、生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41を取得するには、バックグラウンドの輝度が生体試料21の自己発光(発光細胞)の輝度よりも1.25倍以上暗くなるように微弱な赤外光を照射することが好ましいことが分かった。また、赤外光の強度の下限としては、生体試料21(発光細胞)の輪郭が把握できる程度の強度ということができる。   For this reason, in order to acquire the bright field image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21, the background luminance is 1.25 times or more darker than the luminance of the self-luminous (luminescent cell) of the biological sample 21. It was found that it is preferable to irradiate weak infrared light. Moreover, it can be said that the lower limit of the intensity of the infrared light is an intensity at which the contour of the biological sample 21 (luminescent cell) can be grasped.

本実施形態によれば、画像取得装置は、暗室と、前記暗室内に設けられるとともに前記暗室内に保持された生体試料21に微弱な赤外光を照射する光源34と、前記微弱な赤外光が照射された生体試料21から、生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41を取得する画像取得部と、を備える。   According to this embodiment, the image acquisition apparatus includes a dark room, a light source 34 that is provided in the dark room and that irradiates the biological sample 21 held in the dark room with weak infrared light, and the weak infrared light. An image acquisition unit that acquires a bright field image 41 including self-luminous light of the biological sample 21 from the biological sample 21 irradiated with the light.

また、本実施形態の方法では、生体試料21に微弱な赤外光を照射して生体試料21の自己発光の光を含む明視野画像41を取得する。   Further, in the method of the present embodiment, the bright light image 41 including the self-luminous light of the biological sample 21 is acquired by irradiating the biological sample 21 with weak infrared light.

これらの構成によれば、第1実施形態のように、明視野画像41と微弱光画像42とを重ね合わせる工程を必要とせず、重ね合わせ画像を得るための手順を簡略化することができる。同様に、第1実施形態では、明視野画像41を取得する時と、微弱光画像42を取得する時と、の間でタイムラグがあり、動いている生体試料21(例えば動物等)の場合には両画像の間でずれを生じることがある。本実施形態によれば、動いている生体試料21であっても、生体試料21の自己発光の光を含んだ明視野画像41(重ね合わせ画像)をずれなく簡単に取得することができる。   According to these structures, the process for superimposing the bright-field image 41 and the weak light image 42 as in the first embodiment is not required, and the procedure for obtaining the superimposed image can be simplified. Similarly, in the first embodiment, there is a time lag between when the bright field image 41 is acquired and when the weak light image 42 is acquired, and in the case of the moving biological sample 21 (for example, an animal). May cause a shift between the two images. According to this embodiment, even if the biological sample 21 is moving, the bright field image 41 (superimposed image) including the self-luminous light of the biological sample 21 can be easily acquired without deviation.

微弱な赤外光は、バックグラウンドの輝度が生体試料21の自己発光の輝度よりも1.25倍以上暗くなるように微弱である。この構成によれば、生体試料21の自己発光がバックグラウンドの光に埋もれない範囲で、赤外光によって生体試料21の輪郭を明らかにした明視野画像41を取得することができる。   The weak infrared light is so weak that the background luminance is 1.25 times or more darker than the self-luminous luminance of the biological sample 21. According to this configuration, it is possible to acquire the bright field image 41 in which the outline of the biological sample 21 is clarified by infrared light within a range where the self-emission of the biological sample 21 is not buried in the background light.

光源34は、微弱光画像42を取得する際の露光時間中の一部の時間で生体試料21に赤外光を照射することで前記微弱な赤外光を実現する。この構成によれば、微弱な赤外光を低コストで簡単に実現することができる。また、赤外光は、近赤外光である。このため、近赤外光の高い透過性によって、生体試料21のクリアな像を得ることができる。このため、生体試料21に多少の厚みがある場合でも、生体試料21の輪郭を透過的に示したクリアな像を得ることができる。   The light source 34 realizes the weak infrared light by irradiating the biological sample 21 with infrared light during a part of the exposure time when acquiring the weak light image 42. According to this configuration, weak infrared light can be easily realized at low cost. The infrared light is near infrared light. For this reason, a clear image of the biological sample 21 can be obtained due to the high transmittance of near infrared light. For this reason, even when the biological sample 21 has some thickness, a clear image that transparently shows the outline of the biological sample 21 can be obtained.

本実施形態に記載した顕微鏡システム11は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、顕微鏡装置15には、生体試料21としての細胞や組織等を生きた状態に保つためのインキュベータ25が設けられているが、このようなインキュベータ25がない顕微鏡装置15にも適用することができる。また、上記実施形態では、明視野画像41をライブ画像と区別して説明しているが、明視野画像41をライブ画像に置き換えて実施することも当然にできる。さらに、第1実施形態中の構成要素と第2実施形態中の構成要素とを組み合わせて1個の発明を構成することもできる。   The microscope system 11 described in the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention. For example, the microscope device 15 is provided with an incubator 25 for keeping cells, tissues, and the like as the biological sample 21 alive. However, the microscope device 15 may be applied to the microscope device 15 without such an incubator 25. it can. In the above-described embodiment, the bright field image 41 is described as being distinguished from the live image. However, the bright field image 41 may be replaced with a live image. Furthermore, one invention can be configured by combining the components in the first embodiment and the components in the second embodiment.

11…顕微鏡システム、12…制御装置、13…表示部、14…表示画面、21…生体試料、23…暗箱、33…CCDカメラ、34…光源、41…明視野画像、42…微弱光画像、43…重ね合わせ画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Microscope system, 12 ... Control apparatus, 13 ... Display part, 14 ... Display screen, 21 ... Biological sample, 23 ... Dark box, 33 ... CCD camera, 34 ... Light source, 41 ... Bright field image, 42 ... Low light image, 43 ... superimposed image

Claims (10)

暗室と、
前記暗室内に設けられるとともに前記暗室内に保持された生体試料に赤外光を照射する光源と、
前記生体試料に前記赤外光が照射された照明状態において前記生体試料から明視野画像を取得するとともに、非照明状態において前記生体試料の微弱光画像を取得する画像取得部と、
前記明視野画像と前記微弱光画像とを重ね合わせて表示する表示部を有する制御装置と、
を備える画像取得装置。
A dark room,
A light source for irradiating infrared light to a biological sample provided in the dark room and held in the dark room;
An image acquisition unit that acquires a bright field image from the biological sample in an illumination state in which the infrared light is irradiated on the biological sample, and acquires a weak light image of the biological sample in a non-illuminated state;
A control device having a display unit that superimposes and displays the bright field image and the weak light image;
An image acquisition apparatus comprising:
暗室と、
前記暗室内に設けられるとともに前記暗室内に保持された生体試料に微弱な赤外光を照射する光源と、
前記微弱な赤外光が照射された前記生体試料から、当該生体試料の自己発光の光を含む明視野画像を取得する画像取得部と、
を備える画像取得装置。
A dark room,
A light source that is provided in the dark room and irradiates a weak infrared light to a biological sample held in the dark room;
An image acquisition unit for acquiring a bright field image including self-luminous light of the biological sample from the biological sample irradiated with the weak infrared light;
An image acquisition apparatus comprising:
前記微弱な赤外光は、バックグラウンドの輝度が前記生体試料の前記自己発光の輝度よりも1.25倍以上暗くなるように微弱である請求項2に記載の画像取得装置。   The image acquisition apparatus according to claim 2, wherein the weak infrared light is weak so that a background luminance is 1.25 times or more darker than the self-luminous luminance of the biological sample. 前記光源は、前記生体試料の自己発光の光を含む明視野画像を取得する際の露光時間中の一部の時間で前記生体試料に赤外光を照射することで前記微弱な赤外光を実現する請求項3に記載の画像取得装置。   The light source emits the weak infrared light by irradiating the biological sample with infrared light during a part of the exposure time when acquiring a bright field image including self-luminous light of the biological sample. The image acquisition device according to claim 3 to be realized. 前記赤外光は、近赤外光である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像取得装置。   The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the infrared light is near infrared light. 赤外光を生体試料に照射して前記生体試料の明視野画像を取得し、
前記生体試料の微弱光画像を取得し、
前記明視野画像と前記微弱光画像とを重ね合わせて表示する方法。
Irradiate a biological sample with infrared light to obtain a bright field image of the biological sample,
Obtaining a faint light image of the biological sample;
A method in which the bright field image and the weak light image are superimposed and displayed.
生体試料に微弱な赤外光を照射して前記生体試料の自己発光の光を含む明視野画像を取得する方法。   A method of acquiring a bright field image including self-luminous light of the biological sample by irradiating the biological sample with weak infrared light. 前記微弱な赤外光は、バックグラウンドの輝度が前記生体試料の前記自己発光の輝度よりも1.25倍以上暗くなるように微弱である請求項7に記載の方法。   The method according to claim 7, wherein the weak infrared light is weak so that a background brightness is 1.25 times or more darker than the self-luminous brightness of the biological sample. 前記生体試料の自己発光の光を含む明視野画像を取得する際の露光時間中の一部の時間で前記生体試料に赤外光を照射することで前記微弱な赤外光を実現する請求項8に記載の方法。   The weak infrared light is realized by irradiating the biological sample with infrared light during a part of the exposure time when acquiring a bright field image including self-luminous light of the biological sample. 9. The method according to 8. 前記赤外光は、近赤外光である請求項6ないし9のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 6, wherein the infrared light is near infrared light.
JP2014001966A 2014-01-08 2014-01-08 Display method Active JP6313978B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014001966A JP6313978B2 (en) 2014-01-08 2014-01-08 Display method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014001966A JP6313978B2 (en) 2014-01-08 2014-01-08 Display method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015129713A true JP2015129713A (en) 2015-07-16
JP6313978B2 JP6313978B2 (en) 2018-04-18

Family

ID=53760533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014001966A Active JP6313978B2 (en) 2014-01-08 2014-01-08 Display method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6313978B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016178277A1 (en) * 2015-05-01 2017-09-14 光良 宮下 Dark environment simultaneous observation and culture device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007074923A1 (en) * 2005-12-27 2007-07-05 Olympus Corporation Apparatus for measuring luminescence dose and method of measuring luminescence
US20070248931A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 Eastman Kodak Company Optical detection of dental caries
WO2007139201A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Olympus Corporation Organism specimen imaging method and organism specimen imaging device
JP2008514950A (en) * 2004-10-01 2008-05-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Method and apparatus for detecting labeling of elements in a sample
WO2009028136A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Panasonic Corporation Fluorescence observation device
JP2010505588A (en) * 2006-10-13 2010-02-25 ケアストリーム ヘルス インク Caries detection device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514950A (en) * 2004-10-01 2008-05-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Method and apparatus for detecting labeling of elements in a sample
WO2007074923A1 (en) * 2005-12-27 2007-07-05 Olympus Corporation Apparatus for measuring luminescence dose and method of measuring luminescence
US20070248931A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 Eastman Kodak Company Optical detection of dental caries
WO2007139201A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Olympus Corporation Organism specimen imaging method and organism specimen imaging device
JP2010505588A (en) * 2006-10-13 2010-02-25 ケアストリーム ヘルス インク Caries detection device
WO2009028136A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Panasonic Corporation Fluorescence observation device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"脊椎動物新規紫外光受容タンパク質", 生物物理, vol. Vol. 51, No. 4, 通巻296号, JPN6017044653, 25 July 2011 (2011-07-25), JP, pages 186 - 187, ISSN: 0003743685 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016178277A1 (en) * 2015-05-01 2017-09-14 光良 宮下 Dark environment simultaneous observation and culture device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6313978B2 (en) 2018-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2007074923A1 (en) Luminescence measuring device and luminescence measuring method
JP5185151B2 (en) Microscope observation system
JPWO2011089908A1 (en) Cell observation apparatus and cell culture method
JP5726956B2 (en) Method and apparatus for analyzing faint light sample
JP2009065848A (en) Method for analyzing expression of gene and system for analyzing expression of gene
JP2009186291A (en) Cell image analyzer, its method, and its software
TW201732034A (en) Device for determining live/dead bacterial state, and method for determining live/dead bacterial state using said device
JP5800462B2 (en) Optical signal analysis method
US9568721B2 (en) Fluorescent biological sample operating and monitoring system
JP6313978B2 (en) Display method
JP2016099253A (en) Fluorescent imaging device and fluorescent imaging method
JP5552298B2 (en) Bacterial colony fishing device and its pretreatment method
JP2011196867A (en) Microscope system, display method of observation image, and program
US10401276B2 (en) Method for generating three-dimensional luminescence image, and imaging system
JP4823632B2 (en) Method and apparatus for acquiring an image of a biological test sample using optical imaging means
JP6223157B2 (en) 3D image capturing method, 3D image analyzing method, and 3D image capturing system
JP2023029897A (en) Cell state evaluation device, cell state evaluation method, and program
JP6223037B2 (en) Survivin cell analysis method, and cancer analysis method and drug efficacy screening method using the same
Aragon et al. Non-invasive multiphoton imaging of neural structure and activity in Drosophila
JP5124216B2 (en) Optical signal observation method and optical signal observation system
JP5302063B2 (en) Microscope imaging device capable of taking images of weak light and high intensity light
Das et al. Recording large-scale, cellular-resolution neuronal activity from freely-moving mice
WO2016189628A1 (en) Luminescence measurement method
JPWO2017109983A1 (en) Method and system for analyzing weakly luminescent sample

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161003

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180326

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6313978

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250