JP2000131281A - 蛍光画像情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光画像情報読取装置により、位置合わせ用
の精度の高いプリントを出力するプリンタ装置を用いる
ことなく、支持体から所望とする蛍光標識試料を精度良
く特定して、この蛍光標識試料を切り取るようにする。 【解決手段】 光源31から出射した励起光Ｌの照射によ
りゲル支持体80から発光した蛍光を、集光ガイド41およ
びフォトマルチプライヤ42を介して蛍光画像としてＣＲ
Ｔ55に表示し、この表示画面上で、切取りを希望する蛍
光標識ＤＮＡをマウス54を用いて特定するとともに、切
取指示を入力することにより、本体51に記憶されたルッ
クアップテーブル52を参照して、画面上で特定された蛍
光標識ＤＮＡに対応するゲル支持体80上の位置にカッタ
ー刃60が移動するように、ヘッド70および回転ローラ20
に、本体51から移動指示信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光画像情報読取装
置に関し、詳細には、読取対象である支持体から所望の
蛍光標識試料を切り取る機能またはこの切取りのために
支持体にマーキングを施す機能を有する蛍光画像情報読
取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、生化学・分子生物学分野にお
いては、蛍光色素を標識物質として使用した蛍光検出
（fluorescence) システムが知られている。このシステ
ムによれば、蛍光色素で標識された試料（蛍光標識試
料）に係る蛍光画像情報を読み取ることにより、遺伝子
配列、遺伝子の発現レベル、実験用マウスにおける投与
物質の代謝・吸収・排泄の経路・状態、タンパク質の分
離・同定、あるいは分子量、特性の評価などを行なうこ
とができる。

【０００３】例えば、懸濁液中の生細胞や溶液中の生物
学的化合物（タンパク質など）をその電荷によって電場
中を陽極または陰極に移動させる電気泳動により、複数
のＤＮＡ断片を含む溶液中に蛍光色素を加えた後、複数
のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるいは
蛍光色素を含有させたゲル支持体上で複数のＤＮＡ断片
を電気泳動させ、あるいは複数のＤＮＡ断片をゲル支持
体上で電気泳動させた後にこのゲル支持体を蛍光色素を
含む溶液に浸すなどして、蛍光で標識されたＤＮＡ断片
が分布したゲル支持体を得、これに、標識物質として用
いられた蛍光色素を励起せしめる励起光を照射して、ゲ
ル支持体上で発光する蛍光を光電的に読み取り、これに
より蛍光で標識されたＤＮＡ断片の分布を表す蛍光画像
情報を取得し、得られた蛍光画像情報に基づいてＣＲＴ
等の表示部に可視画像（上記分布画像（蛍光画像））を
表示することにより、ＤＮＡ断片の分子量などの評価を
行うことができる。

【０００４】そして上述したゲル支持体に励起光を照射
し、蛍光を光電的に読み取って蛍光画像情報を得、得ら
れた蛍光画像情報に基づいて蛍光画像を表示装置に表示
する蛍光画像情報読取装置が、生化学・分子生物学分野
において広く普及している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで電気泳動等に
より分離されたＤＮＡ断片のうち特定のＤＮＡ断片をゲ
ル支持体から切り出して、この切り出されたＤＮＡ断片
をさらに分析等することが行われる。この場合、ゲル支
持体上において切り出すべきＤＮＡ断片の特定は、取得
された蛍光画像情報に基づいて、実物のゲル支持体と同
一の大きさの蛍光画像を紙やフイルム等の記録媒体にプ
リントし、このプリントされた画像と実物のゲル支持体
とを位置合わせして重ね合わせることにより行われてい
る。そしてこのように特定された、ゲル支持体上におけ
るＤＮＡ断片は、作業者の手作業により切り取られてい
る。

【０００６】このように従来は、試料の特定のために、
精度のよいプリント装置を用いて、精度よく位置合わせ
を行う必要があり、またこの位置合わせ後も手作業で精
度のよい切取作業を行う必要があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、位置合わせ用の精度の高いプリントを出力するプ
リンタ装置を用いることなく、支持体から所望とする蛍
光標識試料を精度良く特定して、この蛍光標識試料を切
り取ることができる蛍光画像情報読取装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光画像情報読
取装置は、支持体上を移動可能に設けられた、蛍光標識
試料を切り取る切取手段を有するとともに、読み取られ
た蛍光画像情報に基づいて、この切取手段または支持体
を移動させて、切取手段を、切取りを希望する蛍光標識
試料の位置まで相対的に移動させるようにしたものであ
る。

【０００９】すなわち本発明の蛍光画像情報読取装置
は、蛍光標識試料が分布する支持体に励起光を走査し、
前記蛍光標識試料から発光する蛍光を読み取って前記蛍
光標識試料の分布を表す蛍光画像情報を得、該蛍光画像
情報に基づいて前記蛍光標識試料の分布画像（蛍光画
像）を表示部に表示する蛍光画像情報読取装置におい
て、前記支持体から任意の前記蛍光標識試料を切り取る
切取手段と、前記表示された分布画像に基づいて、切り
取る対象となる蛍光標識試料を特定する指示が入力され
る対象入力手段と、前記対象入力手段に入力されて特定
された蛍光標識試料の、前記表示された分布画像中にお
ける位置と前記支持体上における位置とを対応させる位
置対応手段と、前記位置対応手段により対応された、前
記特定された蛍光標識試料の前記支持体上における位置
に前記切取手段を相対的に移動せしめるように、前記支
持体および／または前記切取手段を移動せしめる移動手
段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】ここで試料とは、代表的にはＤＮＡ断片を
意味するが、これに限るものではなく、タンパク質やそ
の他の生物学的化合物や生細胞をも含む意味である。

【００１１】蛍光標識試料とは、蛍光色素によって標識
された試料をいい、支持体とは、ゲル支持体や、このゲ
ル支持体から転写して得られたメンブレンフィルタなど
をいう。

【００１２】蛍光標識試料が分布するとは、例えば電気
泳動によって分子量の異なる試料がゲル支持体上の相異
なる位置に分離して存在している状態を意味する。

【００１３】励起光とは、レーザ光を始めとして、可視
光や紫外光等、試料に標識された蛍光色素を励起させて
蛍光を発光させる電磁波であれば如何なるものであって
もよい。

【００１４】切取手段は、ゲル支持体等の支持体から蛍
光標識試料を切り取るものであるが、切り取るべき蛍光
標識試料の周囲に切れ目やマーキングのみを形成するも
のであってもよく、現実に当該蛍光標識試料を支持体か
ら完全に切り離すものでなくてもよい。メンブレンフィ
ルタ等の、ゲル支持体よりも硬質の支持体については、
完全に切り離そうとすれば支持体が載置されるステージ
に切取手段による傷を付けるおそれがあり、また完全に
切り離すものでなくても、少なくとも当該蛍光標識試料
を精度良く特定するという効果が認められるからであ
る。

【００１５】対象入力手段としては、例えば表示部の画
面上に表示されたカーソルおよびこのカーソルの動きを
規定するマウスや、表示部の画面上に設けられたタッチ
パネル等を適用するのが、操作を簡便にするうえで好ま
しい。

【００１６】位置対応手段は、表示部の表示面上におけ
る位置と実物の支持体上における位置とを対応させたル
ックアップテーブルなどを適用することができる。

【００１７】移動手段は、支持体上における位置に切取
手段を相対的に移動せしめるものであれば、支持体のみ
または切取手段のみを移動させるものであってもよい
し、これらの両方を移動させるものであってもよい。ま
た、励起光を支持体に走査するために支持体を移動させ
る手段を備えた構成を採用する蛍光画像情報読取装置に
あっては、この励起光走査用の支持体移動手段が、切取
手段を相対移動させるために支持体を移動させる移動手
段を兼ねるものであってもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明の蛍光画像情報読取装置によれ
ば、支持体を読み取って表示部に表示された蛍光画像
（分布画像）に基づいて、切り取る対象となる蛍光標識
試料を特定する指示を対象入力手段に入力すれば、この
指示による、表示部に表示された蛍光画像中における蛍
光標識試料の位置に対応する支持体上における位置が、
位置対応手段により求められ、この求められた支持体上
における位置に切取手段を相対的に移動させるように、
移動手段が支持体および／または切取手段を移動し、移
動された位置において切取手段が、蛍光標識試料を支持
体から切り取る作用をなす。

【００１９】以上の作用により、本発明の蛍光画像情報
読取装置によれば、位置合わせ用の精度の高いプリント
を出力するプリンタ装置を用いることなく、支持体から
所望とする蛍光標識試料を精度良く特定して、この蛍光
標識試料を切り取ることができため、作業の簡便化を図
ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の蛍光画像情報読取
装置の実施の形態について図面を用いて詳細に説明す
る。

【００２１】図１は、本発明の蛍光画像情報読取装置の
一実施形態を示す図、図２は図１に示した蛍光画像情報
読取装置 100により読み取られる、電気泳動により、蛍
光色素で標識されたＤＮＡ81が分布したゲル支持体80の
一例を示す図である。

【００２２】図示の蛍光画像情報読取装置 100は、図２
に示したゲル支持体80が所定の位置に載置される透明な
ステージ10と、蛍光画像情報の読取時および後述する特
定のＤＮＡ81をゲル支持体80から切取時にステージ10を
矢印Ｙ方向に搬送する１組の回転ローラ20と、蛍光色素
の種類に応じた励起光を出射する光源31，32，33と、光
源31，32，33から出射した各励起光を反射または透過さ
せるダイクロイックミラー34，35と、入射した励起光を
反射偏向させる、等角速度で回転する回転多面鏡36と、
回転多面鏡36で反射偏向せしめられた励起光を、ステー
ジ10上のゲル支持体80にステージ10下面側から集光させ
るとともに等速で矢印Ｘ方向に主走査させるｆθレンズ
37と、ｆθレンズ37を出射した励起光をステージ10に向
けて反射させる長尺ミラー38と、励起光が走査されたゲ
ル支持体80の部分から出射する蛍光を集光して、後述す
るフォトマルチプライヤ（以下、ＰＭＴという）42まで
導光する集光ガイド41と、入射した光を光電的に検出す
るＰＭＴ42と、入力された電気信号を対数増幅するログ
アンプ43と、入力された信号をデジタル化するＡ／Ｄコ
ンバータ44と、入力信号に対して予め設定された信号処
理を施すデジタル演算部45と、各種信号処理等を行う本
体51、画像等を表示するＣＲＴ55、ＣＲＴ55上に表示さ
れた画像上において所望とする部分の特定指示を入力す
るキーボード53およびマウス54からなるパーソナルコン
ピュータ50と、ステージ10上のゲル支持体80から任意の
部分を切り取るカッター刃60が取り付けられ、矢印Ｘ方
向に沿って延びるレール71上を移動可能に設けられたヘ
ッド70とを備えた構成である。

【００２３】ここで光源31，32，33は、それぞれ 473n
m,532nm,633nmの励起光を出射する光源であり、励起す
べき蛍光色素に応じてこれらを使い分けるものである。

【００２４】集光ガイド41とフォトマルチプライヤ42と
の間には図示しない励起光カットフィルタが設けられて
おり、ステージ10、ゲル支持体80で反射または散乱され
た励起光Ｌが蛍光とともに集光ガイド41に入射した場合
にも、これらの励起光は励起光カットフィルタによりカ
ットされて、蛍光のみがＰＭＴ42に入射される。

【００２５】デジタル演算部45による予め設定された信
号処理とは、読み取られた画像情報に対する階調処理な
どがある。

【００２６】パーソナルコンピュータ本体51による各種
信号処理とは、入力された信号を可視画像としてＣＲＴ
55に適切に表示させるための処理などであり、またこの
本体51には、ＣＲＴ55の表示面上においてキーボード53
またはマウス54により特定指示が入力された位置とステ
ージ10上に配置されたゲル支持体80における位置とを対
応させるルックアップテーブル（以下、ＬＵＴという）
52が記憶されている。

【００２７】ステージ10およびヘッド70は、本体51から
の指令により、ＬＵＴ52により対応付けされたゲル支持
体80上における位置にカッター刃60を相対的に移動せし
めるように、ゲル支持体80を矢印Ｙ方向に、カッター刃
60を矢印Ｘ方向に移動せしめ、ヘッド70はさらに当該ゲ
ル支持体80上における位置においてカッター刃60を図示
下方に降下させて当該ゲル支持体80上における位置にお
けるＤＮＡ81をカッター刃60で切り取らせるものであ
る。

【００２８】次に本実施形態の蛍光画像情報読取装置の
作用について説明する。

【００２９】まず図２に示したゲル支持体80がステージ
10の所定の位置に載置され、回転ローラ20が回転してゲ
ル支持体80はステージ10ごと矢印Ｙ方向に搬送（副走
査）される。

【００３０】一方、ゲル支持体80のＤＮＡ81を標識した
蛍光色素の種類に応じて、光源31，32，33のうち、当該
蛍光色素を励起するのに適した励起光を出射する光源
（例えば光源31とする）から励起光Ｌが出射される。こ
の出射された励起光Ｌはダイクロイックミラー34，35を
透過して回転多面鏡36に入射し、この回転多面鏡36で反
射されるとともに等角速度で偏向される。

【００３１】反射偏向された励起光Ｌは、ｆθレンズ37
および長尺ミラー38により、ステージ10上で矢印Ｘ方向
に等速度で主走査するように集光される。この励起光の
Ｘ方向への主走査とゲル支持体80のＹ方向への副走査と
により、ゲル支持体80は、その全面に亘って励起光Ｌが
照射される。

【００３２】励起光Ｌが照射されたゲル支持体80の各部
分のうち、蛍光色素で標識されたＤＮＡ81が存在する部
分においては、その蛍光色素が励起光Ｌによって励起さ
れ、微弱な蛍光を発光する。そしてこの発光した蛍光
は、ステージ10やゲル支持体80で反射・散乱した励起光
Ｌの一部とともに、集光ガイド41の入射端面に入射す
る。集光ガイド41の入射端面に入射したこれらの各光
は、集光ガイド41の内部を全反射を繰り返して進み、出
射端面まで導光され、この出射端面から出射される。

【００３３】集光ガイド41の出射端面から出射した励起
光Ｌの一部と蛍光は、図示しない励起光カットフィルタ
に入射し、蛍光はこのフィルタを透過して出射する一
方、励起光Ｌはこのフィルタを透過せずカットされる。

【００３４】フィルタを透過した蛍光はフォトマルチプ
ライヤ（ＰＭＴ）42に入射し、ＰＭＴ42はこの入射した
微弱な蛍光を光電的に検出し、蛍光の強度に応じた電気
信号を出力する。ＰＭＴ42から出力された電気信号はロ
グアンプ43に入力され、ログアンプ43は入力された信号
を対数増幅してＡ／Ｄコンバータ44に出力し、Ａ／Ｄコ
ンバータ44は入力された信号をデジタル化してデジタル
演算部45に出力する。デジタル演算部45は入力された信
号に対して階調処理などの予め設定された信号処理を施
したうえで、パーソナルコンピュータ本体51に出力す
る。

【００３５】パーソナルコンピュータ本体51は、入力さ
れた信号に対して、これを可視画像としてＣＲＴ55に適
切に表示させるため等の信号処理を施し、信号処理が施
された後の信号に基づいて、蛍光で標識されたＤＮＡ81
が分布したゲル支持体80の像（蛍光画像）を可視画像と
してＣＲＴ55に表示させる。

【００３６】次にステージ10上に載置されたゲル支持体
80から特定のＤＮＡ81を切り取る作用について説明す
る。

【００３７】オペレータは、ＣＲＴ55に表示された蛍光
画像を観察して、切取りを希望するＤＮＡをそのＣＲＴ
55上において、マウス54またはキーボード53を用いた操
作により指定する。このマウス54またはキーボード53に
よりＣＲＴ55上で指定されたＣＲＴ55上におけるＤＮＡ
の位置は、本体51内に記憶されているＬＵＴ52により、
ステージ10上における位置に変換され、本体51は、カッ
ター刃60をこの特定されたステージ10上における位置に
相対的に移動せしめるように、ステージ10を矢印Ｙ方向
に、ヘッド70を矢印Ｘ方向に移動せしめる。

【００３８】以上の作用により、オペレータがＣＲＴ55
上で指定したＤＮＡの位置に対応する、実物のゲル支持
体80上における特定のＤＮＡ81の位置に、カッター刃60
が相対的に移動し、ヘッド70がカッター刃60を下方に降
下させて当該特定のＤＮＡ81をゲル支持体80から切り取
り、操作が完了する。

【００３９】このように本実施形態の蛍光画像情報読取
装置 100によれば、ゲル支持体80を読み取ってＣＲＴ55
に表示された蛍光画像に基づいて、切り取る対象となる
蛍光標識ＤＮＡを特定する指示をマウス54等で本体51に
入力すれば、実物のゲル支持体80上で対応するＤＮＡ81
を自動的にゲル支持体80から切り取ることができ、従来
のように、位置合わせ用に、ゲル支持体80と同一サイズ
の実物大プリントを出力せずに、ゲル支持体80上におい
て所望とする蛍光標識ＤＮＡ81を精度良く特定し、この
蛍光標識ＤＮＡ81を切り取ることができため、作業の簡
便化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光画像情報読取装置の一実施形態を
示す斜視図

【図２】図１に示した蛍光画像情報読取装置に使用され
る、ＤＮＡが分布したゲル支持体の一例を示す図

【符号の説明】

10 ステージ 20 回転ローラ 31,32,33 レーザ光源 34,35 ダイクロイックイックミラー 36 回転多面鏡 37 ｆθレンズ 38 長尺ミラー 41 集光ガイド 42 フォトマルチプライヤ（ＰＭＴ） 43 ログアンプ 44 Ａ／Ｄコンバータ 45 デジタル演算部 50 パーソナルコンピュータ 51 本体 52 ルックアップテーブル（ＬＵＴ） 53 キーボード 54 マウス 55 ＣＲＴ 60 カッター刃 70 ヘッド 71 レール 100 蛍光画像情報読取装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光標識試料が分布する支持体に励起光
   を走査し、前記蛍光標識試料から発光する蛍光を読み取
   って前記蛍光標識試料の分布を表す蛍光画像情報を得、
   該蛍光画像情報に基づいて前記蛍光標識試料の分布画像
   を表示部に表示する蛍光画像情報読取装置において、 前記支持体から任意の前記蛍光標識試料を切り取る切取
   手段と、 前記表示された分布画像に基づいて、切り取る対象とな
   る蛍光標識試料を特定する指示が入力される対象入力手
   段と、 前記対象入力手段に入力されて特定された蛍光標識試料
   の、前記表示された分布画像中における位置と前記支持
   体上における位置とを対応させる位置対応手段と、 前記位置対応手段により対応された、前記特定された蛍
   光標識試料の前記支持体上における位置に前記切取手段
   を相対的に移動せしめるように、前記支持体および／ま
   たは前記切取手段を移動せしめる移動手段とを備えたこ
   とを特徴とする蛍光画像情報読取装置。
2. 【請求項２】 前記支持体がゲル支持体であることを特
   徴とする請求項１記載の蛍光画像情報読取装置。