JP2002521682A - Cell in situ analysis method - Google Patents

Cell in situ analysis method

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JP2002521682A JP2000562556A JP2000562556A JP2002521682A JP 2002521682 A JP2002521682 A JP 2002521682A JP 2000562556 A JP2000562556 A JP 2000562556A JP 2000562556 A JP2000562556 A JP 2000562556A JP 2002521682 A JP2002521682 A JP 2002521682A
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Abstract

(57)【要約】 生物試料のインサイチュ分析方法であって、(a)生物試料を、第一染色剤が第一免疫組織化学染色剤と、第一組織染色剤と、第一DNA倍数性染色剤とからなる群から選択されたものであり、第二染色剤が第二免疫組織化学染色剤と、第二組織染色剤と、第二DNA倍数性染色剤とからなる群から選択されたものであるN種の染色剤で染色する工程であって、但しNは3を超える整数であり、さらに、(i)前記第一染色剤が前記第一免疫組織化学染色剤である場合には、前記第二染色剤は、前記第二組織染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり、(ii)前記第一染色剤が前記第一組織染色剤である場合には、前記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり、一方、(iii)前記第一染色剤が前記第一DNA倍数性染色剤である場合には、前記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二組織染色剤である、工程と、(b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記N種の染色剤を、前記N種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取できるように選択する工程と、を含む方法。   (57) [Summary] A method for in situ analysis of a biological sample, wherein (a) the biological sample is selected from the group consisting of a first immunohistochemical stain, a first tissue stain, and a first DNA ploidy stain. N types of stains, wherein the second stain is selected from the group consisting of a second immunohistochemical stain, a second tissue stain, and a second DNA ploidy stain A staining step, wherein N is an integer greater than 3, and (i) when the first staining agent is the first immunohistochemical staining agent, the second staining agent is The second tissue stain or the second DNA ploidy stain, and (ii) when the first stain is the first tissue stain, the second stain is the second stain. An immunohistochemical stain or the second DNA ploidy stain, while (iii) the first stain If the agent is the first DNA ploidy stain, the second stain is the second immunohistochemical stain or the second tissue stain, and (b) spectral data collection Collecting spectral data from the biological sample using an apparatus, wherein the spectral data collecting device and the N types of stains are capable of collecting spectral components associated with each of the N types of stains. Selecting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 技術分野 本発明は、細胞のインサイチュ分析に関し、より詳細には、高空間分解だけで
なくスペクトル分解を可能とする、スペクトルイメージング法を用いた複数の免
疫組織化学染色剤、組織染色剤及び/又はDNA倍数性染色剤の同時インサイチ
ュ分析に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to in situ analysis of cells, and more particularly, to a plurality of immunohistochemical stains and tissue stains using a spectral imaging method, which enables not only high spatial resolution but also spectral resolution. And / or simultaneous in situ analysis of DNA ploidy stains.

【0002】 背景技術 過去10〜15年にわたって、細胞に適用されたときには免疫細胞化学(IC
C)としても知られている免疫組織化学(IHC)は、診断病理学において欠く
ことのできない手段となり、外科病理学のプラクティスに実質的な大変革をもた
らした。用語「免疫組織化学」と用語「免疫細胞化学」は、ここでは、同意語と
して使用する。モノクローナル抗体のパネルは、未分化新生物の鑑別診断に使用
(例えば、リンパ腫と、カルチノーマと、サルコーマとを識別する)して、一定
の腫瘍型に特異的なマーカーを明らかにしたり、悪性リンパ腫を診断するととも
に、表現型を決めたり、ウイルス性抗原、腫瘍タンパク質、ホルモンレセプター
及び増殖関連核タンパク質の存在を実証することができる。このようなマーカー
は、診断に重要であるだけでなく、ある種の腫瘍マーカーが予後に重要であるこ
とが明確となってきており、このことは、乳癌において最も広範に示された。こ
れらのマーカーの検討は、細胞学的試料、パラフィン埋め込み組織及び凍結切片
を含む、多種多様な被験物についてIHCにより実施できる。ほとんどの臨床的
アッセイでは、各スライドについて単一の抗体を用いるが、異なる色のクロモー
ゲンを使用することにより、同時に二種以上のマーカーを観察/明示することが
できる。しかしながら、適当なスペクトル分解を処理するための装置を使用しな
いと、吸収係数がスペクトル的に重なるために、これらのクロモーゲンを定性的
又は定量的に検出することが困難である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Over the past 10-15 years, when applied to cells, immunocytochemistry (IC
Immunohistochemistry (IHC), also known as C), has become an essential tool in diagnostic pathology and has revolutionized surgical pathology practices substantially. The terms "immunohistochemistry" and "immunocytochemistry" are used interchangeably herein. Panels of monoclonal antibodies can be used to differentially diagnose undifferentiated neoplasms (eg, to distinguish lymphoma, carcinoma, and sarcoma) to reveal markers specific to certain tumor types or to identify malignant lymphomas. Diagnosis can be made, phenotyping, and demonstrating the presence of viral antigens, oncoproteins, hormone receptors, and growth-associated nucleoproteins. Not only are such markers important for diagnosis, but certain tumor markers have become prognostic and have been shown most widely in breast cancer. Examination of these markers can be performed by the IHC on a wide variety of subjects, including cytological samples, paraffin-embedded tissues and frozen sections. Most clinical assays use a single antibody for each slide, but the use of different colored chromogens allows the observation / declaration of more than one marker at a time. However, it is difficult to qualitatively or quantitatively detect these chromogens without an appropriate apparatus for processing the spectral resolution, since the absorption coefficients spectrally overlap.

【0003】 IHCのほとんどの用途では、染色パターンは、診断情報を与える、意図する
組織及び細胞の総染色パターンであるので、染色パターンの定性的評価で十分で
ある。人間の視覚系は、このようなパターン認識のタスクには熟練しており、主
観的ではあるけれども非常に迅速におこなうことができる。しかしながら、人間
の眼又はCCDカメラは、高スペクトル分解には全く適合しない。しかしながら
、イメージ解析が重要な役割を果たすことができる一定のマーカーがある。これ
らには、ホルモンレセプター、腫瘍増殖マーカー、腫瘍タンパク質、腫瘍サプレ
ッサー遺伝子産生物(例えば、p53)、化学療法耐性因子、腫瘍血管形成、リ
ンパ球サブセット分析等の検出などがある。
For most applications of IHC, a qualitative assessment of the staining pattern is sufficient because the staining pattern is the total staining pattern of the intended tissue and cells that gives diagnostic information. The human visual system is skilled in such pattern recognition tasks and can be very subjective, but very quick. However, the human eye or CCD camera is completely incompatible with high spectral resolution. However, there are certain markers for which image analysis can play an important role. These include detection of hormone receptors, tumor growth markers, oncoproteins, tumor suppressor gene products (eg, p53), chemotherapeutic resistance factors, tumor angiogenesis, lymphocyte subset analysis and the like.

【0004】 定量的IHC(QIHC)の一般的な目的は、免疫染色反応の目的とする測定
ができるようにすることである。これらの測定は、実験の目的のデータ採取には
有用なことがあるが、このような測定の最大の可能性は、ヒトの疾病、とりわけ
癌の診断、予後、又は治療を決定するための補助としてのそれらの用途を調べる
ことにある。このような測定をすることのメカニクス(以下で考察する)は別と
して、多数の問題が、どのように測定をすべきかに影響を及ぼす可能性があるI
HCの特殊性に関連している。
[0004] The general purpose of quantitative IHC (QIHC) is to allow targeted measurements of immunostaining reactions. While these measurements may be useful for collecting data for experimental purposes, the greatest potential for such measurements is to assist in determining the diagnosis, prognosis, or treatment of human disease, especially cancer. To find out their use as Aside from the mechanics of making such measurements (discussed below), a number of issues can affect how measurements should be made.
It is related to the specificity of HC.

【0005】 IHCにより検出される数多くの生物マーカーは、単純な「オール オア ナ
ン」のような発現をせず、検討されている細胞集団は、陽性及び染色度に関して
かなりの不均一であることがある。また、一部の抗原が形質膜上、細胞質中又は
細胞核中において発現されることができることから、染色反応の局在化が重要な
ことがある。したがって、細胞集団中のマーカーの分布と非細胞局在化の両方と
も、考慮する必要がある。
[0005] Many biomarkers detected by IHC do not express as simple "all-or-nan", and the cell population under study can be quite heterogeneous in terms of positivity and staining. is there. Also, since some antigens can be expressed on the plasma membrane, in the cytoplasm or in the cell nucleus, localization of the staining reaction can be important. Therefore, both the distribution of markers in the cell population and the non-cellular localization need to be considered.

【0006】 染色度が直線的にリガンド濃度に関係している直接的にフルオレセイン化した
抗体を用いた免疫染色とは異なり、IHCは、以下の2つの理由から理論的に非
直線的である:(i)沈殿反応生成物を形成する酵素反応は非直線的であり、(
ii)架橋試薬又は錯化試薬を用いた多種多様な増幅法が典型的に用いられるが
、これらの目的は、染色感度を増加することである。その結果、抗原の量は、免
疫組織化学染色の強度から直接には算出できない。さらに、染色操作の自動化に
より、通常手動法を用いて得られるよりもコンシステンシーが高まるが、免疫染
色の質が実質的に日間でばらつくことがある。
[0006] Unlike immunostaining with directly fluoresceinized antibodies, where the degree of staining is linearly related to ligand concentration, IHC is theoretically nonlinear for two reasons: (I) the enzymatic reaction forming the precipitation reaction product is non-linear,
ii) A wide variety of amplification methods using cross-linking or complexing reagents are typically used, but their purpose is to increase staining sensitivity. As a result, the amount of antigen cannot be calculated directly from the intensity of immunohistochemical staining. In addition, automation of the staining procedure provides greater consistency than is usually obtained using manual methods, but the quality of immunostaining may vary substantially from day to day.

【0007】 しかしながら、一部の研究では、一定条件下では、リガンド濃度と免疫組織化
学染色度との間の直線関係が得られることがあることが示されている(ほとんど
がモデル系を用いて示された)[van der Ploeg M及びDuij
ndam WAL、Matrix models:Essential too
ls for microscopic histochemical res
earch(マトリックスモデル:顕微鏡的組織化学研究に必須の手段)、Hi
stochemistry 1986;84:283]。染色のビオチン−アビ
ジン法が、ペルオキシダーゼ−抗ペルオキシダーゼ法よりもこの目的には適さな
いことがあることが示唆された。これは、前者が、低濃度の抗原に対して高感度
であることと、抗原濃度がより高いと立体障害が生じるためにダイナミックレン
ジが悪いという欠点によるものである。ラットの膵島細胞中のインスリン濃度を
検討しているRahier等[Rahier J、Stevens M、de
Menten Y及びHenquin J−C、Determination
of antigen concentration in tissue s
ections by immunodensitometry(イムノデンシ
トメトリーによる組織切片における抗原濃度の測定)、Lab Invest
1989;61:357−363]は、イメージ解析を用いて、ラジオイムノア
ッセイとQIHCとの間に優れた相関があることを示すことができた。Rahi
er等は、より低濃度の抗体を用いるのがこの方法の成功のかぎであり、高濃度
の抗体ではインスリン含量との直線関係を示さないとの重要な考察をしている。
また、測定の目的が、レベルとは無関係に意図する抗原を含有する全ての細胞を
検出することであるときには、より高濃度の抗体を使用しなければならないこと
も指摘している。しかしながら、より低レベルの抗体を使用するとき、とりわけ
複数の抗体を同時に用いようとする場合には、さらに高いスペクトル感度が必要
とされる。
[0007] However, some studies have shown that under certain conditions, a linear relationship between ligand concentration and immunohistochemical staining may be obtained (mostly using model systems). [Shown) [van der Ploeg M and Duij
ndam WAL, Matrix models: Essential too
ls for microscopic histochemical res
ear (matrix model: an essential means for microscopic histochemical research), Hi
stochemistry 1986; 84: 283]. It was suggested that the biotin-avidin method of staining may be less suitable for this purpose than the peroxidase-anti-peroxidase method. This is due to the drawback that the former is highly sensitive to low concentrations of antigen and that the higher the antigen concentration, the more steric hindrance the poor dynamic range. Rahier et al. [Rahier J, Stevens M, de, examining insulin levels in rat islet cells]
Menten Y and Henquin JC, Determination
of antigen concentration in tissue s
actions by immunodensitometry (measurement of antigen concentration in tissue section by immunodensitometry), Lab Invest
1989; 61: 357-363], using image analysis, could show a good correlation between radioimmunoassay and QIHC. Rahi
The key to the success of this method is the use of lower concentrations of antibodies, and er et al. make an important consideration that higher concentrations of antibodies do not show a linear relationship with insulin content.
It also indicates that higher concentrations of antibody must be used when the purpose of the measurement is to detect all cells containing the intended antigen, independent of level. However, higher spectral sensitivities are required when lower levels of antibodies are used, especially if multiple antibodies are to be used simultaneously.

【0008】 免疫染色の強度を定量化する試みには、校正標準、公知のレベルの抗原を発現
するおそらく細胞系又はある種の内部標準を使用する必要があることが明らかで
ある。これらの問題は、QIHCの各用途においても同様である。
[0008] It is clear that attempts to quantify the intensity of immunostaining require the use of calibration standards, possibly cell lines or some internal standard that expresses known levels of antigen. These problems are similar in each application of QIHC.

【0009】 QIHCにおいて最も一般的に使用されてきた方法は、標的分子の絶対生化学
的濃度ではなく、陽性に染色された細胞の百分率等の集団統計の測定による。こ
の方法は、臨床的フローサイトメトリーに使用される方法に類似しており、一定
の表面マーカーを発現する細胞集団の割合(そのマーカーの発現レベルではなく
)が、最も一般的に測定される。
[0009] The most commonly used method in QIHC is by measuring population statistics, such as the percentage of cells that stain positive, rather than the absolute biochemical concentration of the target molecule. This method is similar to the method used for clinical flow cytometry, where the percentage of a cell population that expresses a given surface marker (rather than the expression level of that marker) is most commonly measured.

【0010】 意図する数多くのマーカーについては、このような方法は、生物学的に非常に
意味がある。例えば、細胞サイクル関連マーカーの発現に関心がある場合には、
発現の絶対レベルではなくマーカーを発現する細胞の割合を求めて、増殖画分に
ついての情報を得る。
[0010] For a number of contemplated markers, such methods are biologically significant. For example, if you are interested in the expression of cell cycle related markers,
The percentage of cells expressing the marker, rather than the absolute level of expression, is determined to provide information about the proliferating fraction.

【0011】 乳癌におけるホルモンレセプター測定等のある種のマーカーの場合、標準法に
より、濃度で表される生化学的定量がなされた。しかしながら、腫瘍は、これら
の分子の発現に関して著しい不均一性を示すことがあり、この不均一性を反映し
た測定値により、より生物学的に関連した情報を得ることができる。結局、2種
の腫瘍は、一定の分子の同一の生化学的レベルを示し、しかも、実際には、とも
かくいずれのレベルでも発現する腫瘍細胞を極めて異なる割合で有する。この問
題は、乳癌におけるエストロゲンレセプター測定について最もよく示されると思
われる。
[0011] For certain markers, such as hormone receptor measurements in breast cancer, biochemical quantification, expressed as concentration, was performed by standard methods. However, tumors can show significant heterogeneity with respect to the expression of these molecules, and measurements that reflect this heterogeneity can provide more biologically relevant information. Eventually, the two tumors show the same biochemical level of a given molecule, and in fact, have a very different proportion of tumor cells that express at any level anyway. This problem appears to be best demonstrated for estrogen receptor measurements in breast cancer.

【0012】 組織切片又は細胞学的試料における免疫組織化学反応測定能は、染色法及びイ
メージング法の選択に大きく依存する。免疫染色(シグナル)レベルは、バック
グラウンド(ノイズ)より大きく検出できなければならず、他の細胞又は組織の
特徴から区別できなければならない。IHCにおいては、これは、標準的には抗
体(一次及び二次)を慎重に滴定して特異的染色を最大化し且つバックグラウン
ド染色を最小化することによりなされている。組織は、クロモーゲンとは異なる
色の組織染色(対比染色としても知られている)を用いて可視化されることによ
り、染色反応を容易に可視化できる。例えば、褐色反応生成物を生じる免疫ペル
オキシダーゼ反応を、典型的には、メチルグリーン又はトルイジンブルー組織染
色(対比染色)と組み合わせて視覚コントラストを得る。しかしながら、異なる
標識の複数の免疫組織化学染色剤を組織染色剤及び/又はDNA倍数性染色剤と
組み合わせて用いるとき、各スペクトル成分が他のスペクトル成分とは無関係に
同定できるように、マーカー染色剤自体の間で識別し、さらに対比染色又はDN
A倍数性の試験に使用される異なる染色剤間の識別ができることが有利である。
これは、従来公知の方法いずれによっても達成できない。
The ability to measure immunohistochemical reactions in tissue sections or cytological samples depends greatly on the choice of staining and imaging methods. Immunostaining (signal) levels must be detectable above background (noise) and must be distinguishable from other cell or tissue characteristics. In IHC, this is typically done by carefully titrating the antibodies (primary and secondary) to maximize specific staining and minimize background staining. The tissue is visualized using a tissue stain of a different color than the chromogen (also known as counterstain), so that the staining reaction can be easily visualized. For example, an immunoperoxidase reaction that produces a brown reaction product is typically combined with methyl green or toluidine blue tissue staining (counterstaining) to obtain visual contrast. However, when a plurality of immunohistochemical stains of different labels are used in combination with the tissue stains and / or the DNA ploidy stains, the marker stain is used so that each spectral component can be identified independently of the other spectral components. Discriminate between themselves and further counterstain or DN
It would be advantageous to be able to distinguish between the different stains used in the A-ploidy test.
This cannot be achieved by any of the conventionally known methods.

【0013】 あるイメージ解析装置では真の色解析を用いて色スペクトルの特異的領域を測
定しているけれども、ほとんどのイメージングシステムは、グレースケール(白
黒)光測定に基づいており、測定用光の特定波長を選択する光学フィルターに依
存している。最小のスペクトルオーバーラップを示す染色剤の組み合わせが、現
在QIHCに最も有用である。しかしながら、スペクトル分解能の増加した装置
を用いると、高度にオーバラップしている染料を使用できるようになる。
Although some image analyzers use true color analysis to measure specific regions of the color spectrum, most imaging systems are based on gray-scale (black and white) light measurement, and the measurement light It relies on an optical filter to select a specific wavelength. Stain combinations that exhibit minimal spectral overlap are currently most useful for QIHC. However, devices with increased spectral resolution allow the use of highly overlapping dyes.

【0014】 CAS200System(イリノイ州Lombardに所在するCell
Analysis Systems社)は、一台を500nmバンドパスフィル
ターと結合させ、他の一台を650nmフィルターと結合させた、2台のビデオ
カメラを用いている。組織を、免疫ペルオキシダーゼ法を用いて、クロモーゲン
(褐色反応生成物)としてのジアミノベンジジン(DAB)及び組織(核)対比
染色剤としてのメチルグリーンで免疫染色する。視野内の細胞の全ての核のイメ
ージを650nmフィルターを用いて一台のカメラによりとらえ、一方、他のカ
メラでは、褐色反応生成物のイメージを500nm(DABが最大透過し、メチ
ルグリーンが吸収される波長)でとらえる。反応生成物の光学濃度は光透過率(
グレーレベル)を校正されたルックアップテーブルを用いて光学濃度に換算する
ことにより求めることができ、染色反応の相対面積(メチルグリーンにより染色
された面積率で表される)を算出できる。単純なしきい値法を使用して、対照抗
体で染色したスライドに基づいて、細胞核をとらえ且つより低いDABの検出限
界を設定するためのグレーレベルを確定する。試薬のスペクトルのオーバーラッ
プと好適なフィルターの組み合わせの有用性によってのみ制限される、メチルグ
リーン−DAB以外の組み合わせを用いてもよい。しかしながら、このシステム
は、固有の限界がある。すなわち、2つのスペクトルがオーバーラップしないス
ペクトル成分しか検出できない。より高いスペクトル分解能を有する装置では、
成分間のスペクトルオーバーラップがより大きい、複数のスペクトル成分を同時
に検出できるであろう。
[0014] CAS 200 System (Cell, Lombard, Illinois)
(Analysis Systems) uses two video cameras, one coupled to a 500 nm bandpass filter and the other coupled to a 650 nm filter. Tissues are immunostained using the immunoperoxidase method with diaminobenzidine (DAB) as a chromogen (brown reaction product) and methyl green as a tissue (nuclear) counterstain. Images of all nuclei of cells in the field of view were captured by one camera using a 650 nm filter, while other cameras captured images of the brown reaction product at 500 nm (maximal transmission of DAB and absorption of methyl green. Wavelength). The optical density of the reaction product is the light transmittance (
Gray level) can be obtained by converting the optical density into an optical density using a calibrated look-up table, and the relative area of the staining reaction (expressed by the area ratio stained with methyl green) can be calculated. A simple threshold method is used to determine the gray level for capturing cell nuclei and setting a lower detection limit for DAB based on slides stained with control antibodies. Combinations other than methyl green-DAB may be used, limited only by the overlap of the reagent spectra and the usefulness of the suitable filter combination. However, this system has inherent limitations. That is, only spectral components in which two spectra do not overlap can be detected. For devices with higher spectral resolution,
Multiple spectral components with greater spectral overlap between components could be detected simultaneously.

【0015】 計測、コンピュータアルゴリズム、染色法、又は性能特性(精度、再現性)に
関して、QIHCの分野ではまだ標準が確立されていない[Wells WA、
Rainer RO、Memoli VA、Equipment,standa
rdization, and applications of image processing(イメージ処理の装置、標準化及び用途)、Am J
Clin Pathol 1993;99:48−56]。このような標準化は
、進歩はしているが、別の技術的に関連した領域、フローサイトメトリーにおい
ては達成することが困難であった[Mujrhead K.A.、Establ
ishment of quality control procedure
s in clinical flow cytometry(臨床フローサイ
トメトリーにおける品質管理法の確立)、Ann NY Acad Sci 1
993;677:1−20;及びNational Committee fo
r Clinical Laboratory Standards、Clin
ical applications of flow cytometry;
Quality assurance and immunophenotyp
ing of peripheral blood lymphocytes;
tentative guideline(フローサイトメトリーの臨床的用途
;末梢血リンパ球の品質保証及び免疫表現型の決定;仮指針)、Villano
va:NCCLS;1992;NCCLS document H42−T(I
SBN1−56238−15.5−5)]。使用すべき正確な抗体及びクロモー
ゲン、被測定視野数及び組織切片数、結果の報告に使用される単位、品質管理物
質、及び機器の校正を含む、臨床的実験室試験に重要な標準化の問題は、QIH
Cについてはいまだ解決されていない。本明細書から明らかなように、本発明に
より、このような標準化が極めて大きく進展する。
[0015] Standards have not yet been established in the field of QIHC for measurement, computer algorithms, staining methods or performance characteristics (accuracy, reproducibility) [Wells WA,
Rainer RO, Memoli VA, Equipment, standard
Rdization, and applications of image processing (devices for image processing, standardization and applications), Am J
Clin Pathol 1993; 99: 48-56]. Such standardization, although progressing, has been difficult to achieve in another technically relevant area, flow cytometry [Mujrhead K. et al. A. , Establ
issue of quality control procedure
s in clinical flow cytometry (establishment of quality control method in clinical flow cytometry), Ann NY Acad Sci 1
993; 677: 1-20; and National Committee fo
r Clinical Laboratory Standards, Clin
ical applications of flow cytometry;
Quality assurance and immunophenotyping
ing of peripheral blood lymphocytes;
tentative guideline (clinical use of flow cytometry; quality assurance of peripheral blood lymphocytes and determination of immunophenotype; preliminary guideline), Vilano
va: NCCLS; 1992; NCCLS document H42-T (I
SBN1-56238-15.5-5)]. Standardization issues that are important for clinical laboratory testing, including the exact antibodies and chromogens to be used, the number of fields and tissue sections to be measured, the units used to report results, quality control materials, and instrument calibration, are: , QIH
C has not been resolved yet. As is evident from the present description, such standardization is greatly advanced by the present invention.

【0016】 腫瘍細胞増殖が、リンパ腫[Braylan RC、Diamond LW、
Powell ML及びHarty−Golder B、Percentage
of cells in the S phase of the cell
cycle in human lymphoma determined
by flow cytometry:Correlation with l
abeling index and patient survival(フ
ローサイトメトリーにより測定されるヒトリンパ腫における細胞サイクルのSフ
ェーズにおける細胞百分率:標識インデックス及び患者の生存との相関)、Cy
tometry 1980;1:171−174;並びにBauer KD、M
erkel DE、Winter JN等、Prognostic impli
cations of ploidy and proliferative
activity in diffuse large cell lymph
omas(拡散大細胞リンパ腫における倍数性及び増殖活性の予後の意味)、C
ancer Res 1986;46:3173−3178]、乳癌[Clar
k GM、Dressler LG、Owens MA、Pounds G、O
ldaker T及びMcGuire WL、Prediction of r
elapse or survival in patients with
node−negative breast cancer by DNA f
low cytometry(DNAフローサイトメトリーによるノードネガテ
ィブ乳癌患者の回帰又は生存率の予測)、N Engl J Med 1989
;320:627−633;Silvestrini R、Daidone M
G及びGasparini G、Cell kinetics as a pr
ognostic marker in node−negative bre
ast cancer(ノードネガティブ乳癌における予後マーカーとしての細
胞運動学)、Cancer 1985;56:1982−1987;並びにSi
gurdsson H、Baldetorp B、Borg A等、Indic
ators of prognosis in node−negative
breast cancer(ノードネガティブ乳癌における予後の指標)、N
Engl J Med 1990;322:1045−1053]及び結腸癌
[Bauer KD、Lincoln ST、Vera−Roman JM等、
Prognostic implications of prolifera
tive activity and DNA aneuploidy in
colonic adenocarcinomas(結腸アデノカルチノーマに
おける増殖活性及びDNA異数性の予後の意味)、Lab Invest 19
87;57:329−335]を含む多種多様な一般的に生じる悪性腫瘍につい
て予後の重要性を有していることがはっきりと実証されるようになってきている
。ある研究では、たとえ総DNA含量分析(「倍数性」)がそうでなくても、腫
瘍細胞増殖が独立した予後有意性を有する[Visscher DW、Zarb
o RJ、Greenawald KA及びCrissman JD、Prog
nostic significance of morphological
parameters and flow cytometric DNA
analysis in carcinoma of the breast(
胸部のカルチノーマにおける形態的パラメータ及びフローサイトメトリーDNA
分析の予後有意性)、Pathol Ann 1990;25(その1):17
1−210]。
[0016] Tumor cell growth is dependent on lymphoma [Braylan RC, Diamond LW,
Powell ML and Harty-Golder B, Percentage
of cells in the S phase of the cell
cycle in human lymphoma determined
by flow cytometry: Correlation with l
abeling index and patient survival (percentage of cells in S phase of cell cycle in human lymphoma as measured by flow cytometry: correlation with labeling index and patient survival), Cy
tomory 1980; 1: 171-174; and Bauer KD, M
erkel DE, Winter JN, etc., Prognostic impli
sessions of ploidy and proliferative
activity in diffuse large cell lymph
omas (prognostic significance of ploidy and proliferative activity in diffuse large cell lymphoma), C
ancer Res 1986; 46: 3173-3178], breast cancer [Clar
kGM, Dressler LG, Owens MA, Ponds G, O
ldaker T and McGuire WL, Prediction of r
elapse or survival in patients with
node-negative breast cancer by DNA f
low cytometry (prediction of regression or survival of node negative breast cancer patients by DNA flow cytometry), N Engl J Med 1989
320: 627-633; Silvestrini R, Daidone M;
G and Gasparini G, Cell kinetics as a pr
ognostic marker in node-negative bre
ast cancer (cell kinetics as a prognostic marker in node-negative breast cancer), Cancer 1985; 56: 1982-1987; and Si
gardson H, Baldetorp B, Borg A, etc., Indic
attors of prognosis in node-negative
breast cancer (prognostic indicator in node-negative breast cancer), N
Engl J Med 1990; 322: 1045-1053] and colon cancer [Bauer KD, Lincoln ST, Vera-Roman JM, et al.
Prognostic implications of prolifera
live activity and DNA annuity in
colonic adenocarcinomas (meaning proliferative activity and prognosis of DNA aneuploidy in colon adenocarcinoma), Lab Invest 19
87; 57: 329-335], and has proven to have prognostic significance for a wide variety of commonly occurring malignancies. In one study, tumor cell growth has independent prognostic significance even if total DNA content analysis ("ploidy") is not [Visscher DW, Zarb
o RJ, Greenawad KA and Crissman JD, Prog
nostic significance of morphological
parameters and flow cytometric DNA
analysis in carcinoma of the breast (
Morphological parameters and flow cytometric DNA in breast carcinoma
Prognostic significance of analysis), Pathol Ann 1990; 25 (1): 17
1-210].

【0017】 有糸分裂カウントは、一般的に増殖についての欠陥があり、信頼のおけない尺
度であるとみなされているが、これらでは、何ら特別な準備法を必要としない。
Although mitotic counts are generally considered to be defective and unreliable measures of proliferation, they do not require any special preparation.

【0018】 放射標識チミジンの取り込み、すなわち、「チミジン標識指数」(TLI)は
、十分に確立された方法であり、大多数により、腫瘍細胞運動学を測定するため
の「黄金標準」とされている。TLIによりSフェーズ活性の正確な評価が得ら
れ、組織学的相関があるが、この方法は、面倒であり、臨床実験には容易に適合
できない。
The incorporation of radiolabeled thymidine, the “thymidine labeling index” (TLI), is a well-established method and has been described by the majority as the “gold standard” for measuring tumor cell kinetics. I have. Although TLI gives an accurate assessment of S-phase activity and has histological correlation, this method is cumbersome and cannot be easily adapted to clinical experiments.

【0019】 フローサイトメトリー(FCM)は、主にDNA含量分析(「倍数性」)のS
フェーズ部分の定量化による細胞サイクル活性の測定に広範に使用されてきた。
しかしながら、この方法には、多数の重大な技術上の制限がある。第一に、固形
腫瘍から単細胞懸濁液を得るのが困難なことがあり、変動する腫瘍細胞数が調製
中に失われることがある。第二に、腫瘍細胞は、良性正常及び炎症細胞により種
々に希釈され、これにより、特にDNA2倍体腫瘍についてのSフェーズ画分の
過小評価を生じる恐れがある。第三に、一連のオーバーラップ曲線からなるDN
A含量分析(「倍数性」)が複雑なために、曲線フィットアルゴリズムを正確に
使用してヒストグラムのSフェーズ部分を測定することが不可能となる。マルチ
センターの研究により、フローサイトメトリーSフェーズ画分についての再現性
が悪く、測定の実用的な臨床的有用性が多少疑わしいものであることが示された
。フローサイトメトリーによる細胞運動学測定に関連した別の問題は、Sフェー
ズ画分のみが典型的に求められ、一方、有意な割合の腫瘍細胞集団が、サイクル
には入っているがまだDNAを合成していない細胞からなる細胞サイクルのG フェーズにあると思われる。おそらく、2種の腫瘍が、同一のSフェーズ画分を
有するが、非休止段階での総細胞の画分において顕著に異なり、したがって、異
なる成長運動学を示し、サイクル依存性化学治療剤に応答することがある。
[0019] Flow cytometry (FCM) is primarily used for DNA content analysis ("ploidy").
It has been widely used to measure cell cycle activity by quantifying the phase portion.
However, this method has a number of significant technical limitations. First, it may be difficult to obtain a single cell suspension from solid tumors, and fluctuating tumor cell numbers may be lost during preparation. Second, tumor cells are differentially diluted by benign normal and inflammatory cells, which can cause an underestimation of the S phase fraction, especially for DNA diploid tumors. Third, the DN consisting of a series of overlapping curves
The complexity of the A content analysis ("ploidy") makes it impossible to accurately use the curve fitting algorithm to measure the S-phase portion of the histogram. Multicenter studies have shown that the reproducibility of the flow cytometry S-phase fraction is poor and the practical clinical usefulness of the measurement is somewhat questionable. Another problem associated with measuring cell kinetics by flow cytometry is that only the S-phase fraction is typically determined, while a significant proportion of the tumor cell population has entered the cycle but still synthesizes DNA. It appears to be the G 1 phase of the cell cycle of cells not. Possibly, the two tumors have the same S-phase fraction, but differ significantly in the fraction of total cells in the non-resting phase, thus exhibiting different growth kinetics and responding to cycle-dependent chemotherapeutic agents May be.

【0020】 これらの理由の全てにより、腫瘍細胞サイクル分析のインサイチュ法により、
離解した腫瘍細胞を用いて得ることができるものよりも生物学的に意味のある情
報を得ることができる[Weinberg I.S.、Relative ap
plicability of image analysis and fl
ow cytometry in clinical medicine(臨床
医薬におけるイメージ解析及びフローサイトメトリーの相対的適合性)、Bau
er KD及びDuque RE編、Flow cytometry:Prin
ciples and applications(フローサイトメトリー:原
理及び用途)、Baltimore:Williams及びWllkins;1
992:359−372;Weinberg DS、Proliferatio
n indices in solid tumors(固形腫瘍における増殖
指数)、Adv Pathol Lab Med 1992;5:163−19
1]。得られた測定値が確実に腫瘍細胞について特異的になされることに加えて
、インサイチュ法により、腫瘍のより広範囲に及ぶサンプリング及び腫瘍細胞不
均一性の測定が可能である。
For all of these reasons, the in situ method of tumor cell cycle analysis
It provides more biologically meaningful information than can be obtained using dissociated tumor cells [Weinberg I. et al. S. , Relative ap
privacy of image analysis and fl
ow cytometry in clinical medicine (relative suitability of image analysis and flow cytometry in clinical medicine), Bau
er KD and Duque RE, Flow cytometry: Prin
chips and applications (flow cytometry: principles and applications), Baltimore: Williams and Willkins; 1
992: 359-372; Weinberg DS, Proliferatio
n indices in solid tumors (growth index in solid tumors), Adv Pathol Lab Med 1992; 5: 163-19.
1]. In addition to ensuring that the measurements obtained are specific for tumor cells, the in situ method allows for more extensive sampling of tumors and measurement of tumor cell heterogeneity.

【0021】 核DNAの定量化が、研究用途及び臨床用途の両方においてますます実用化が
なされている。
[0021] Quantification of nuclear DNA is becoming increasingly practical in both research and clinical applications.

【0022】 フローサイトメトリー又はイメージサイトメトリーによるDNA含量の測定は
、染色剤の量がDNAの量を表すこと、及びこの染色剤の量が機器により正確に
測定されることを前提としている。これらの前提は、(i)DNA標識法(蛍光
染料、色素反応又は染色)が特異的であり(全てのDNAが標識されており、且
つDNAのみ)、化学量論的であり(染色強度は、DNA含量に比例して変化す
る)、且つ安定である(染色強度は、時間の経過及び測定の反復によっては変化
しない)こと;(ii)蛍光染料により放出される光、又は染色剤により吸収さ
れる光を測定するのに使用される機器が正確であり(真の染色剤量に近い結果が
得られる)、そしてたとえ真の染色剤量に近似していなくても、再現性があり(
同じ核について反復したときの測定値が極めて類似している結果が得られる)、
且つ直線的である(染色剤量に完全に比例する結果が得られる)ことを意味する
Measurement of DNA content by flow cytometry or image cytometry is based on the assumption that the amount of stain represents the amount of DNA and that the amount of stain is accurately measured by an instrument. These assumptions are based on the assumption that (i) the DNA labeling method (fluorescent dye, dye reaction or staining) is specific (all DNA is labeled and only DNA) and stoichiometric (staining intensity is , Changes in proportion to DNA content) and is stable (staining intensity does not change over time and repeated measurements); (ii) light emitted by a fluorescent dye or absorbed by a stain The instrument used to measure the applied light is accurate (resulting in near true stain loading) and reproducible even if not close to true stain loading (
Which gives very similar measurements when repeated for the same nucleus),
And linear (a result completely proportional to the amount of stain is obtained).

【0023】 残念ながら、染色法と従来技術の機器の両方には、最終的な測定値が核に実際
に存在するDNAの絶対量を表していないという周知の限界がある。
Unfortunately, both the staining method and the prior art instrument have a well-known limitation that the final measurement does not represent the absolute amount of DNA actually present in the nucleus.

【0024】 化学量論が、通常の対照により容易に確認できるのに対して、特異性は、個々
の細胞レベルでのDNA含量のサイトメトリー測定の代替法がないので測定でき
ない。
While stoichiometry is readily ascertainable by routine controls, specificity cannot be determined because there is no alternative to cytometric measurement of DNA content at the individual cell level.

【0025】 例えば、(i)極めて特異的な蛍光染料がG−C(例えば、ミトラマイシン、
クロマイシンA3)又はA−T(例えば、ヘキスト社、DAPI)DNA塩基対
に結合し、したがって、部分的にしかDNAを検出せず、塩基対配列に依存する
測定値が得られる;(ii)フォイルゲンのような色素反応は、酸水解を伴い、
DNA断片の一部が、脱縮合クロマチンから放出されるのと同じ速度で除去され
る。したがって、これらの反応では、DNAを部分的にしか検出せず、真性クロ
マチンとヘテロクロマチンとのバランスに応じた測定値が得られる;(iii)
固定培地は、ヒストンとの相互作用の方法に応じて、さらなる加水分解を阻害す
るか、又は容易にすると思われる。
For example, (i) a very specific fluorescent dye is GC (eg, mitramycin,
Chromycin A3) or AT (e.g., Hoechst, DAPI) binds to DNA base pairs and thus only partially detects DNA, resulting in base pair sequence dependent measurements; (ii) Dye reactions such as Feulgen involve acid hydrolysis,
Some of the DNA fragments are removed at the same rate as released from decondensed chromatin. Thus, these reactions only partially detect DNA and provide measurements that are proportional to the balance between intrinsic and heterochromatin; (iii)
The fixation medium will either inhibit or facilitate further hydrolysis, depending on the method of interaction with the histone.

【0026】 フォイルゲン染色核のイメージサイトメトリーに関する限り、ベール−ランベ
ルトの法則は完全には当てはまらない。これは、以下の理由による:(i)染色
剤の光学濃度(OD)に対する直線性が、ODが1単位を超えて増加するにつれ
て漸次失われていく(これは高度に染色されたヘテロクロマチンの場合にしばし
ば見られる);(ii)染料の分布が、空間的に均一ではなく、したがって、ピ
クセルサイズが、光学素子の分解能から超えて増加するにつれて増加する分布誤
差が生じる;(iii)染料の吸収係数が光の波長とともに変化して、濃度計で
の算出が、単色光にしか適用されない。これらは、目視観察に十分な程度の強度
を放出しないので(非常に大きなアークランプと組み合わせない限り)、通常の
イメージサイトメトリーではモノクロメーターを使用せず、最大吸収の中央が±
10nm(通常装置ごとに異なる)であるフィルターを使用する。
As far as image cytometry of Feulgen stained nuclei is concerned, Beer-Lambert's law does not fully apply. This is due to the following reasons: (i) the linearity with respect to the optical density (OD) of the stain is progressively lost as the OD increases beyond 1 unit (this is the case for highly stained heterochromatin). (Ii) the distribution of the dye is not spatially uniform, thus resulting in an increasing distribution error as the pixel size increases beyond the resolution of the optical element; (iii) the dye The absorption coefficient changes with the wavelength of the light, and the calculation with the densitometer applies only to monochromatic light. Since they do not emit enough intensity for visual observation (unless combined with very large arc lamps), normal image cytometry does not use a monochromator and the center of maximum absorption is ±
Use a filter that is 10 nm (typically different for each device).

【0027】 上記のことを考慮することに加えて、試料と用いられる従来技術の機器は、光
学的に妥協したものであるので、ガラススライド、取り付け媒体、レンズ及びプ
リズムによる反射、屈折及び回折の原因となる。予測される幾何学的経路に従わ
ない光は、Schwarzchild−Villiger効果とも称されるグレ
アを生じて、核に入射する光線強度と、被験物から出る光線強度との比をゆがめ
ることとなる。したがって、全てのピクセルOD計算値は、わずかに誤っている
。この誤差は、光学的視野サイズが増加するにつれて増加する。したがって、高
性能顕微鏡を使用することが、イメージサイトメトリー測定のばらつきに影響す
る最も重要な因子である、濃度計による測定のこの系統誤差を減少させるのに欠
くことができない。
In addition to taking into account the above, the prior art instruments used with the sample are optically compromised, so that reflections, refractions and diffractions by glass slides, mounting media, lenses and prisms are not possible. Cause. Light that does not follow the expected geometric path will result in glare, also referred to as the Schwarzchild-Villiger effect, which will distort the ratio of the light intensity incident on the nucleus to the light intensity leaving the object. Therefore, all pixel OD calculations are slightly incorrect. This error increases as the optical field size increases. Thus, the use of a high performance microscope is essential to reduce this systematic error in densitometric measurements, which is the most important factor affecting the variability of image cytometry measurements.

【0028】 また、ビデオカメラは、振動や電磁場、イメージアフターグロー及び飽和に影
響されやすく、これらの全ての因子が、ディジタル化前の信号のゆがみに影響す
る。現在のところ、電荷結合素子(CCD)カメラにより、濃度測定に関する限
り、最も再現性のある結果が得られることは疑いのないところである。
Video cameras are also susceptible to vibration, electromagnetic fields, image afterglow and saturation, all of which affect the distortion of the signal before digitization. At present, there is no doubt that charge coupled device (CCD) cameras provide the most reproducible results as far as concentration measurements are concerned.

【0029】 上記の制限は、全て広範に調査された負の誤差の一因となる。したがって、真
の細胞DNA含量が、サイトメトリー測定では得ることができないことは明白で
ある。したがって、一部の市販されているイメージサイトメトリー装置により、
一核当たりのDNAピコグラムで表される測定値が得られることは、極めて驚く
べきことであり、一般に混乱を招き、さらには、このような装置を使用する臨床
医を故意にミスリードすることとなる。
The above limitations all contribute to a widely investigated negative error. Thus, it is clear that true cellular DNA content cannot be obtained by cytometric measurements. Therefore, with some commercially available image cytometry instruments,
The availability of measurements in picograms of DNA per nucleus is extremely surprising, generally confusing, and deliberately misleading clinicians using such devices. .

【0030】 染色法と測定法が正しく実施され且つ制御されることを条件として、DNA特
異的染色剤の定量化は、総増殖活性及び総細胞遺伝異常の観点で解釈することが
でき、したがって、鑑別診断及び予後について意図する腫瘍特性をさらにどのよ
うに調査を進めるかについて明確な目安となる。
[0030] Provided that the staining methods and assays are correctly performed and controlled, the quantification of DNA-specific stains can be interpreted in terms of total proliferative activity and total cellular genetic abnormalities, It provides a clear guide on how to proceed further with the intended tumor characteristics for differential diagnosis and prognosis.

【0031】 DNAの定量的染色のための種々の染色剤及び色素試薬は、文献において推奨
されてきたが(表1参照)、最終的には、それらのうちの一つだけが、DNA細
胞光度測定法に世界的に受け入れられた。これは、フォイルゲンとロッセンベッ
クにちなんで命名された反応であり、しばしば単にフォイルゲン反応とも呼ばれ
る。厳密に言えば、フォイルゲン反応は、染色ではなく色素反応である。フォイ
ルゲン染色及びフォイルゲン反応のような用語は、現在、DNAについて化学量
論的である唯一の染色法である。これは、DNAの染色が、定量的且つ特異的で
あることを意味している。表1に述べられている全ての他の方法は、定量的では
あるが、DNAには特異的でない。定量的DNA染色についてのフォイルゲン反
応がうまくいったのは、この独自性によるものであることは間違いない。
Various stains and dye reagents for the quantitative staining of DNA have been recommended in the literature (see Table 1), but ultimately only one of them is DNA cell photometric. Globally accepted for measurement. This is a reaction named after Feulgen and Rossenbeck and is often referred to simply as Feulgen reaction. Strictly speaking, the Feulgen reaction is not a staining but a dye reaction. Terms such as Feulgen staining and Feulgen reaction are currently the only staining methods that are stoichiometric for DNA. This means that DNA staining is quantitative and specific. All other methods described in Table 1 are quantitative, but not DNA specific. The success of the Feulgen reaction for quantitative DNA staining is undoubtedly due to this uniqueness.

【0032】 フォイルゲン反応は、種々の準備工程からなる複雑な細胞組織化学法である。
主として、反応は、酸水解と称される方法から始まる:細胞物質を固定したスラ
イドを、塩酸(HCl)に浸漬して、DNA分子からプリン塩基であるアデニン
とグアニンを分裂させることにより、プリン不含DNA分子にアルデヒド基を発
生させる(その後、アプリン酸(ATA)と称される)。第二工程で、スライド
を、アルデヒド基に共有結合する染料を含有するシッフ試薬に浸漬する。過剰の
染料を除去した後、スライドを脱水し、通常通り取り付ける。正しく染色された
物質では、細胞核が赤紫色に染色され、細胞質とバックグラウンドは染色されな
い。フォイルゲン反応の種々の工程は、これらを標準化して染色性能の再現性を
良好にしなければならない場合には、決定的に重要となる。したがって、関連す
る準備工程を検討する際、可能性のある誤差源を考慮しなければならない。
The Feulgen reaction is a complex cytohistochemical method consisting of various preparation steps.
Primarily, the reaction begins with a process called acid hydrolysis: a slide on which cellular material is immobilized is immersed in hydrochloric acid (HCl) to split the purine bases, adenine and guanine, from the DNA molecule, resulting in a purine-free solution. An aldehyde group is generated on the DNA-containing molecule (hereinafter referred to as aprinic acid (ATA)). In a second step, the slide is immersed in a Schiff reagent containing a dye that is covalently attached to the aldehyde group. After removing excess dye, slides are dehydrated and mounted as usual. With correctly stained material, cell nuclei are stained magenta, and cytoplasm and background are not stained. The various steps of the Feulgen reaction are critical if they must be standardized for good reproducibility of the staining performance. Therefore, potential error sources must be considered when considering the relevant preparation steps.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】 通常通り、酸水解にHClを使用するが、原則として、いずれの酸も好適に使
用できる。酸は、DNA分子に2つの影響を及ぼす:(i)プリン塩基を除去し
てDNA分子中にアルデヒド基を生成する;(ii)大きなAPA分子をより小
さい断片に解重合させる。これらの断片は、細胞核から部分的に除去されて酸溶
液に拡散する。アルデヒド基の生成により核染色強度が増加するのに対して、A
PA断片の損失により細胞核から染色可能物質が失われ、したがって、染色強度
が減少する。このようにして、本発明者等は、2種の反対方向の化学反応を用い
た。各反応は、特異的且つ複雑な運動力学に従い、得られた反応曲線は、加水分
解プロファイル又は加水分解曲線と称する。
As usual, HCl is used for acid hydrolysis, but in principle any acid can be suitably used. Acids have two effects on DNA molecules: (i) remove purine bases to create aldehyde groups in DNA molecules; (ii) depolymerize large APA molecules into smaller fragments. These fragments are partially removed from the cell nucleus and diffuse into the acid solution. Nuclear staining intensity increases due to the formation of aldehyde groups, whereas A
Loss of PA fragments results in loss of stainable material from the cell nucleus, thus reducing staining intensity. In this way, we used two opposite chemical reactions. Each reaction follows a specific and complex kinematics, and the resulting reaction curve is called the hydrolysis profile or hydrolysis curve.

【0035】 この加水分解プロファイルは、さらに4つのフェーズに分割できる:(i)染
色強度の増加;(ii)染色強度が最大であるピークフェーズ;(iii)染色
強度が一定であるプラトーフェーズ;及び(iv)染色強度の減少。
The hydrolysis profile can be further divided into four phases: (i) increased staining intensity; (ii) peak phase with maximum staining intensity; (iii) plateau phase with constant staining intensity; (Iv) Decrease in staining intensity.

【0036】 フェーズ(i)は、アルデヒド基の連続的な生成により特徴付けられる。AP
A断片の損失は最初は最小であり、細胞核における染色可能物質の量は、フェー
ズ(ii)に到達するまで一定に増加する。ピークは、非常に短いので、加水分
解プロファイルでは目視ができないことがある。プラトーフェーズ(iii)中
、アルデヒド基の連続的生成とAPA断片の損失との間のバランスを見て、その
結果、染色強度が一定期間にわたって一定のままであることが分かる。フェーズ
(iv)では、APA断片の損失が、新しいアルデヒド基の生成を上回り、染色
強度が減少する。長時間の加水分解後、生成アルデヒド基数が最大であるが、全
てのAPA断片が細胞核から除去されており、染色強度はゼロである。
[0036] Phase (i) is characterized by the continuous generation of aldehyde groups. AP
Loss of the A fragment is initially minimal, and the amount of stainable material in the cell nucleus increases steadily until phase (ii) is reached. The peaks are so short that they may not be visible in the hydrolysis profile. Looking at the balance between continuous generation of aldehyde groups and loss of APA fragments during the plateau phase (iii), it can be seen that the staining intensity remains constant over a period of time. In phase (iv), the loss of APA fragments outweighs the generation of new aldehyde groups and reduces staining intensity. After prolonged hydrolysis, the number of generated aldehyde groups is maximum, but all APA fragments have been removed from the cell nucleus and the staining intensity is zero.

【0037】 実際には、加水分解時間の変動が小さいほど染色強度に及ぼす影響がほとんど
なくなるフェーズ(iii)中は、酸水解を停止することが重要である。
In practice, it is important to stop acid hydrolysis during the phase (iii), in which the smaller the fluctuation of the hydrolysis time, the smaller the influence on the staining intensity is.

【0038】 加水分解曲線の形状は、いくつかの要因によって影響されるが、そのうちの一
部しか標準化できない。
The shape of the hydrolysis curve is affected by several factors, of which only some can be standardized.

【0039】 高度に縮合されたDNAは、脱縮合DNAよりも酸水解に影響されにくい:フ
ェーズ(i)及びフェーズ(iv)は、急峻度がより小さく、プラトーフェーズ
が遅延される。細胞の生物学的特性としてのDNAの緻密度は、細胞の種類によ
って異なり、同じ細胞では細胞サイクル中で異なる。被験物サンプリング等の細
胞調製法及びとりわけ物質の固定は、人工的にDNAの緻密度、したがって、酸
感度に影響することがある。
Highly condensed DNA is less susceptible to acid hydrolysis than decondensed DNA: phase (i) and phase (iv) have less steepness and the plateau phase is delayed. The compactness of DNA as a biological property of a cell varies depending on the type of cell, and in the same cell varies during the cell cycle. Cell preparation methods, such as sample sampling, and especially the immobilization of substances, can artificially affect the compactness of DNA, and thus the acid sensitivity.

【0040】 酸浴が高温であると、4フェーズの全てが短縮される。フェーズ(iii)は
、数秒の短時間でよく、顕著なプラトーは検出できないことがある。加水分解が
、極めて急峻なフェーズ(i)又は(iv)で頂点となる場合、処理時間が極短
時間でも変動しても、染色の変動がかなりのものとなる。極めて短いピークフェ
ーズを有する短い加水分解プロファイルは、通常、酸浴を用いて60℃でのいわ
ゆる熱加水分解法で見られ、正しい時点、すなわち、フェーズ(iii)におい
て加水分解を停止することが不可能なことがしばしばある。より頻繁には、4〜
5モル/リットルHClでの常温加水分解を、約22℃で実施する。この場合、
通常の条件下では、プラトーフェーズの長さは数分である。次に、スライドを水
道水でさっとすすいで酸水解を停止する。
When the acid bath is hot, all four phases are shortened. Phase (iii) can be as short as a few seconds and a significant plateau may not be detectable. If the hydrolysis peaks at a very steep phase (i) or (iv), the variation in the staining will be considerable, even if the processing time varies even in a very short time. A short hydrolysis profile with a very short peak phase is usually seen in the so-called thermal hydrolysis method at 60 ° C. using an acid bath and it is not possible to stop the hydrolysis at the right time, ie phase (iii). Often it is possible. More often, 4 to
Cold hydrolysis with 5 mol / l HCl is carried out at about 22 ° C. in this case,
Under normal conditions, the length of the plateau phase is a few minutes. Next, the slide is rinsed with tap water to stop acid hydrolysis.

【0041】 酸浴への種々の添加剤が文献において推奨されてきたが、これらは、細胞核か
らのAPA断片の損失を最小限に抑えなければならない。しかしながら、これら
の添加剤は、実用上重要な役割を果たさない。
Although various additives to the acid bath have been recommended in the literature, they must minimize the loss of APA fragments from the cell nucleus. However, these additives do not play an important role in practical use.

【0042】 シッフ試薬は、塩基性フクシンと称される染料混合物を含有する無色水性試薬
である。塩基性フクシンは、通常4種のカチオントリアリールメチン染料(パラ
ローザニリン並びにそのメチル化同族体であるローザニリン、マゼンタII及び
ニューフクシン)から構成されている。高品質の塩基性フクシンは、パラローザ
ニリンを高割合で含有する。シッフ試薬は、関連染料がスルファイトが染料分子
に結合したロイコ型で存在するので、無色である。シッフ試薬の着色(塩基性フ
クシンに基づく)は、スルファイトの損失と溶液の劣化を示しているので、その
ときには捨てなければならない。種々の塩基性フクシンの代替物が推奨されたが
、それらのうちには、チアジン染料チオニンがある。チオニンの利点は、細胞核
を、細胞学者及び病理学者が目でスライドをチェックしようとするときに使用す
る色である青色に染色することであり、エオシンY又はコンゴレッドによる細胞
質の対比染色が容易に実現できる。チオニン系シッフ試薬は、通常完全には無色
でない。
[0042] Schiff reagents are colorless aqueous reagents containing a dye mixture called basic fuchsin. Basic fuchsin is usually composed of four cationic triarylmethine dyes (pararosaniline and its methylated homologs rosanilin, magenta II and new fuchsin). High quality basic fuchsin contains a high proportion of pararosaniline. Schiff's reagent is colorless because the related dye exists in a leuco form with sulfite bound to the dye molecule. The color of the Schiff reagent (based on basic fuchsin) indicates loss of sulfite and degradation of the solution, which must then be discarded. A variety of alternatives to basic fuchsin have been recommended, among which is the thiazine dye thionine. The advantage of thionin is that it stains the cell nucleus blue, a color that cytologists and pathologists use to visually check the slides, making it easier to counterstain the cytoplasm with eosin Y or Congo red. realizable. Thionine Schiff reagents are usually not completely colorless.

【0043】 シッフ試薬での染色後、物質を、染料不含スルファイト水ですすぐ。スルファ
イトにより、過剰の染料が細胞核及び細胞質から除去され、共有結合した染料分
子だけが細胞核内のAPA分子に固定されたままとなる。スライドのバックグラ
ウンドは、フォイルゲン反応が正しく実施されたときには完全に未染色状態でな
ければならない。
After staining with Schiff reagent, the material is rinsed with dye-free sulfite water. Sulfite removes excess dye from the nucleus and cytoplasm, leaving only the covalently bound dye molecules immobilized on APA molecules in the nucleus. The background of the slide must be completely unstained when the Feulgen reaction is performed correctly.

【0044】 酸水解は、フォイルゲン反応の最も重要な工程である。正しく実施された加水
分解は、プラトーフェーズで停止しなければならない。正しい温度で好適なモル
濃度のHClを用いることが重要である(例えば、22℃で5モル/リットルH
Cl又は27.5℃で4.0モル/リットルHCl)。好適なモル濃度の酸は、
市販品でもよいし、濃HClから容易に調製できる。4℃の冷蔵庫に保存された
HClを酸が暖まるのを待たずに直ちに使用することがしばしばあるが、これは
、加水分解反応を妨害して、プラトーフェーズに到達する前に反応が停止するこ
とがよくある。温度制御水浴を使用することが推奨される。これが可能でない場
合には、酸溶液の温度を慎重に測定して誤った光度測定結果を回避しやすいよう
にする。
[0044] Acid hydrolysis is the most important step in the Feulgen reaction. Properly performed hydrolysis must stop in the plateau phase. It is important to use a suitable molarity of HCl at the correct temperature (eg, 5 mol / l H at 22 ° C.).
Cl or 4.0 mol / l HCl at 27.5 ° C). Suitable molar acids are
It may be a commercially available product or can be easily prepared from concentrated HCl. Often, HCl stored in a 4 ° C. refrigerator is used immediately without waiting for the acid to warm up, which hinders the hydrolysis reaction and stops the reaction before it reaches the plateau phase. There are often. It is recommended to use a temperature controlled water bath. If this is not possible, measure the temperature of the acid solution carefully to help avoid erroneous photometric measurements.

【0045】 固定剤を変更すると、加水分解プロファイルに著しく影響を及ぼすことがある
(クロマチンの緻密度、したがって、DNAの酸感受性を変化させることにより
)ことを認識することが極めて重要である。固定剤を変更することは、加水分解
曲線を再評価しなければならないことを意味する。したがって、関連実験で確立
され且つ信頼性のある一貫した染色結果が得られることが判明した一つの染色プ
ロトコルに固定するのがよいと思われる。
It is very important to realize that changing the fixative can significantly affect the hydrolysis profile (by altering the chromatin compactness and thus the acid sensitivity of the DNA). Changing the fixative means that the hydrolysis curve must be re-evaluated. Therefore, it may be better to fixate in one staining protocol that has been established in relevant experiments and found to yield reliable and consistent staining results.

【0046】 染色法自体は重要ではない。染色は、少なくとも45分間実施して、反応が完
了するのに十分な時間を与えなければならない。高品質且つ一貫した品質のシッ
フ試薬が、市販されている。
The staining method itself is not important. Staining must be performed for at least 45 minutes to allow enough time for the reaction to be completed. High quality and consistent quality Schiff reagents are commercially available.

【0047】 ガロシアニンクロムミョウバン(GCA)は、金属と錯体を形成するカチオン
オキサジン染料である。GCAは、DNAとRNAを定量的に染色するので、D
NA特異的ではない。DNAの光度測定には、染色したRNA又はRNAの酵素
的若しくは加水分解的除去についての光度補正が必要である。Einarson
GCA染色プロトコルでは、高温で最大48時間の染色時間を規定しており、通
常の細胞学について使用することは不可能である。Husain及びWatts
により、染色時間が約15分間である変更GCAが提案された。
Galocyanine chrome alum (GCA) is a cationic oxazine dye that forms a complex with a metal. GCA quantitatively stains DNA and RNA,
Not NA specific. Photometric measurements of DNA require luminosity correction for stained RNA or enzymatic or hydrolytic removal of RNA. Einarson
The GCA staining protocol defines a staining time of up to 48 hours at elevated temperatures and cannot be used for routine cytology. Hustain and Watts
Proposed a modified GCA with a staining time of about 15 minutes.

【0048】 フォイルゲンと比較して、Husain及びWatts後のGCAは、以下の
利点を有する:(i)酸浴を使用せず;(ii)染色時間が15分間という短時
間;(iii)グレー−ブルーの細胞核。一方、欠点は、(i)DNA特異的で
ない;(ii)バックグラウンド染色(RNAによる)がある;(iii)染色
液の保存寿命が短い(約6週間)ことである。染色の特異性は、RNAを除去す
るがDNAは除去されない穏やかな加水分解(1モル/リットルHCl、22℃
、10分間)により向上させることができる。染色させたDNAからのGCAの
損失なしにアニオン対比染色をおこなうことができる。
Compared to Feulgen, GCA after Hustain and Watts has the following advantages: (i) no acid bath; (ii) short staining time of 15 minutes; (iii) gray- Blue cell nucleus. On the other hand, disadvantages are (i) not DNA specific; (ii) there is background staining (by RNA); (iii) the shelf life of the staining solution is short (about 6 weeks). The specificity of the staining is determined by mild hydrolysis (1 mol / l HCl, 22 ° C., which removes RNA but not DNA).
, 10 minutes). Anion counterstaining can be performed without loss of GCA from the stained DNA.

【0049】 GCAは、湿式固定物質と乾式固定物質の両方を染色する。乾式固定スライド
は、染色強度が顕著に低い。湿式固定物質については99%(v/v)エタノー
ルで10分間、又は乾式固定物質については3.7%(v/v)中性緩衝ホルム
アルデヒドが好適な固定剤である。ポリエチレングリコール(PEG)を含有す
る市販のスプレー式固定剤を使用する場合には、スライド上のPEGフィルムを
除去してから、スライドを99%(v/v)エタノールで5分間洗浄することに
より染色する必要がある。
GCA stains both wet and dry fixatives. Dry fixed slides have significantly lower staining intensity. Preferred fixatives are 99% (v / v) ethanol for 10 minutes for wet fixatives or 3.7% (v / v) neutral buffered formaldehyde for dry fixatives. If using a commercial spray fixative containing polyethylene glycol (PEG), remove the PEG film on the slide and then stain the slide by washing it with 99% (v / v) ethanol for 5 minutes. There is a need to.

【0050】 両方の方法(フォイルゲン反応及びGCA)は、等しくDNAの細胞光度測定
に好適である。しかしながら、核クロマチンの組織を高光学分解で測定すると、
これらの方法での結果が完全に異なったものとなる:酸水解によりクロマチン構
造が著しく変化し、フォイルゲン染色細胞核のクロマチン組織が、GCA染色物
質の組織とは完全に異なったものとなる。
Both methods (Foilgen reaction and GCA) are equally suitable for the cytometric measurement of DNA. However, when nuclear chromatin tissue is measured with high optical resolution,
The results of these methods are completely different: acid hydrolysis significantly alters the chromatin structure, and the chromatin tissue of the Feulgen stained cell nuclei is completely different from the tissue of the GCA stain.

【0051】 GCAは、全般的に、フォイルゲン反応よりも決定的ではなく且つ実施するの
が容易である。それにもかかわらず、本発明者等は、基質特異性と染色液の安定
性の面からフォイルゲン反応を好ましいと考えている。しかしながら、一定の染
色品質には、プロトコルを慎重に標準化することが必要である。
GCA is generally less critical than Feulgen's reaction and easier to perform. Nevertheless, the present inventors consider the Feulgen reaction to be preferable in terms of substrate specificity and stability of the staining solution. However, constant staining quality requires careful standardization of the protocol.

【0052】 細胞サイクル関連核抗原に対する多種多様なモノクローナル抗体が、市販され
ており、組織及び細胞の免疫組織化学染色に使用できる。これらの抗体を用いた
ヒト腫瘍についての研究からの刊行物数は、指数的に増加している。
[0052] A wide variety of monoclonal antibodies to cell cycle-associated nuclear antigens are commercially available and can be used for immunohistochemical staining of tissues and cells. The number of publications from studies on human tumors using these antibodies is increasing exponentially.

【0053】 最も一般的に用いられている抗体は、Ki−67であり、この抗体は、全ての
系列のヒト細胞における増殖関連核抗原を染色する[Gerdes J、Sch
wab U、Lemke H及びStein H、Production of
a mouse monoclonal antibody reactiv
e with a human nuclear antigen assoc
iated with cell proliferation(細胞増殖と関
連したヒト核抗原と反応性のあるマウスモノクローナル抗体の産生)、Int
J Cancer 1983;31:13−20;Gerdes J、Lemk
e H、Baisch H、Wacker H−H、Schwab U及びSt
ein H、Cell cycle analysis of a cell
proliferation−associated human nucle
ar antigen defined by the monoclonal
anKi−67(モノクローナルKi−67により定義される細胞増殖関連ヒ
ト核抗原の細胞サイクル分析)、J Immunol 1984;133:17
10−1715;並びにGerdes J、Li L、Schlueter C
等、Immunobiochemical and molecular bi
ologic characterization of the cell
proliferation−associated nuclear ant
igen that is defined by monoclonal a
ntibody Ki−67(モノクローナル抗体Ki−67により定義される
細胞増殖関連核抗原の免疫生化学的及び分子生物的特性付け)、Am J Pa
thol 1991;138:867−873]。この抗体は、細胞サイクルの
、S、G及びMフェーズにおける細胞の核を染色するが、休止(Gフェ
ーズ)細胞の核を染色しないという、有用な特性を有する。いくつかの研究によ
り、Ki−67抗体により染色された腫瘍細胞核の割合は、胸部カルチノーマ、
リンパ腫、髄膜腫、グリア細胞及び星状細胞脳腫瘍、悪性黒色腫及びサルコーマ
を含む、多種多様な腫瘍型についての腫瘍グレード及び他の予後特徴と相関関係
があることが明らかにされた。非ホジキンリンパ腫では、Ki−67染色は、作
用分類グレードと関連しており、Ki−67染色により測定したときの増殖画分
の増加は、誤った予後と関連している。乳癌においては、Ki−67染色が、核
グレード及びリンパ節の状態と相関され、いくつかの研究により、この種の癌に
おけるKi−67染色の予後有意性が示された。Ki−67抗体の臨床的有用性
は、抗原が凍結組織で保存され、標準固定で失われることにより、多少限定され
た。しかしながら、Ki−67により染色されたのと同じ抗原を染色すると思わ
れるモノクローナル抗体(MIB1)が産生し、しかもこれはパラフィン切片で
使用できるものである。したがって、保存パラフィン埋め込み組織について広範
な追想研究を実施してこの抗体による染色の予後有意性を測定することができる
と思われる。最近記載された抗体Ki−S1は、Ki−67と類似の染色特性を
有すると思われ、パラフィン切片で使用できる。Ki−S1染色について陽性の
腫瘍細胞核の相対画分は、乳癌において予後有意性を有すると思われる。
The most commonly used antibody is Ki-67, which stains proliferation-associated nuclear antigen in all lineages of human cells [Gerdes J, Sch
wab U, Lemke H and Stein H, Production of
a mouse monoclonal antibody reactive
e with a human nuclear antigen assoc
iaed with cell proliferation (production of mouse monoclonal antibody reactive with human nuclear antigen associated with cell proliferation), Int
J Cancer 1983; 31: 13-20; Gerdes J, Lemk.
e H, Baisch H, Wacker H-H, Schwab U and St
ein H, Cell cycle analysis of a cell
provisionation-associated human nucleus
ar antigen defined by the monoclonal
anKi-67 (cell cycle analysis of cell proliferation-related human nuclear antigen as defined by monoclonal Ki-67), J Immunol 1984; 133: 17.
10-1715; and Gerdes J, Li L, Schlueter C
Etc., Immunobiochemical and molecular bi
organic characterization of the cell
provisionation-associated nuclear ant
ien that is is defined by monoclonal a
antibody Ki-67 (immunobiochemical and molecular biological characterization of cell proliferation-associated nuclear antigen as defined by monoclonal antibody Ki-67), Am J Pa
thol 1991; 138: 867-873]. This antibody has the useful property of staining the nuclei of cells in the G 1 , S, G 2 and M phases of the cell cycle, but not the nuclei of resting (G 0 phase) cells. Several studies have shown that the percentage of tumor cell nuclei stained by the Ki-67 antibody was similar to breast carcinoma,
It has been shown to correlate with tumor grade and other prognostic features for a wide variety of tumor types, including lymphomas, meningiomas, glial and astrocytic brain tumors, malignant melanomas and sarcoma. In non-Hodgkin's lymphoma, Ki-67 staining is associated with the class of action, and the increase in the proliferating fraction as measured by Ki-67 staining is associated with an incorrect prognosis. In breast cancer, Ki-67 staining was correlated with nuclear grade and lymph node status, and several studies have shown the prognostic significance of Ki-67 staining in this type of cancer. The clinical utility of the Ki-67 antibody was somewhat limited by the antigen being stored in frozen tissue and lost in standard fixation. However, a monoclonal antibody (MIB1) was produced that appeared to stain the same antigen as that stained by Ki-67, and could be used on paraffin sections. Thus, extensive retrospective studies on preserved paraffin-embedded tissues could be performed to determine the prognostic significance of staining with this antibody. The recently described antibody Ki-S1 appears to have similar staining properties to Ki-67 and can be used in paraffin sections. The relative fraction of tumor cell nuclei positive for Ki-S1 staining appears to have prognostic significance in breast cancer.

【0054】 他の増殖関連核マーカーは、臨床的有用性を有することを示すことができる。
PCNA/サイクリンは、増殖細胞に存在する36kDa核タンパク質であり、
DNAポリメラーゼ−デルタの補助タンパク質である。フローサイトメトリーの
研究により、PCNA/サイクリンの2つの画分が、細胞核に存在することが明
らかとなった。このうち、非イオン洗浄剤に不溶である画分は、より細胞サイク
ルのSフェーズに限定される。このタンパク質の免疫組織化学染色は、アルコー
ル又はホルマリンに固定された凍結し且つパラフィンに埋め込んだ組織で示され
た。したがって、保存組織の研究が可能である。しかしながら、組織切片の染色
は、組織調製法及び固定法だけでなく、使用される抗体のクローンによって異な
り、抗原検出度は、固定持続時間に影響されやすく、固定時間が長いほど抗原損
失が大きくなると思われる。パラフィン埋め込み組織におけるPCNAの検出は
、マイクロ波法を用いて向上できることが示され、それにより、フローサイトメ
トリーSフェーズ画分との優れた相関が得られた。PCNA/サイクリンについ
て染色された核は、異なる陽性度を示し、研究により、より多くの強く染色され
た核がSフェーズ細胞に相当することが分かった。このことは、勿論、使用され
る方法とは無関係に、抗原の発現を正確に定量化するのに重要である。
[0054] Other proliferation-related nuclear markers can be shown to have clinical utility.
PCNA / cyclin is a 36 kDa nucleoprotein present in proliferating cells,
It is an auxiliary protein of DNA polymerase-Delta. Flow cytometry studies revealed that two fractions of PCNA / cyclin were present in the cell nucleus. Among these, the fraction insoluble in the nonionic detergent is more limited to the S phase of the cell cycle. Immunohistochemical staining of this protein was demonstrated on frozen and paraffin embedded tissue fixed in alcohol or formalin. Therefore, research on preserved tissues is possible. However, staining of tissue sections depends not only on tissue preparation and fixation methods, but also on the antibody clone used, and the degree of antigen detection is susceptible to fixation duration, with longer fixation times resulting in greater antigen loss. Seem. It has been shown that the detection of PCNA in paraffin-embedded tissues can be improved using the microwave method, which provided excellent correlation with the flow cytometry S-phase fraction. Nuclei stained for PCNA / cyclin showed different positivity and studies showed that more strongly stained nuclei corresponded to S-phase cells. This is, of course, important for accurate quantification of antigen expression, independent of the method used.

【0055】 アルファDNAポリメラーゼに対する抗体を、正常組織と悪性組織の組織切片
に適用し、臨床的有用性があることが分かった。P105は、最初G/G
ェーズ遷移で発現され、Mフェーズを介して発現が増加した核抗原である。しか
しながら、組織切片にこの抗体を使用する試みは、多様な形で成功し、抗体は、
組織切片における手段よりもフローサイトメトリーの検討において有用な手段で
あることが分かった。細胞サイクル中に多数の腫瘍タンパク質のレベル発現に変
化があるが、固形腫瘍における細胞サイクル活性を分析する際にこれらのマーカ
ーを使用することは、過発現が完全に関連してはいないので、疑問の余地がある
。さらなるマーカーを以下にまとめて示す。
Antibodies to alpha DNA polymerase have been applied to tissue sections of normal and malignant tissues and have shown clinical utility. P105 is expressed by the first G 0 / G 1 phase transition, a nuclear antigen expression is increased through the M phase. However, attempts to use this antibody in tissue sections have been successful in many ways,
This proved to be a more useful tool in the study of flow cytometry than that of tissue sections. Although there is a change in the level expression of many oncoproteins during the cell cycle, the use of these markers in analyzing cell cycle activity in solid tumors is questionable, as overexpression is not completely relevant. There is room for Additional markers are summarized below.

【0056】 増殖関連核抗原に対する抗体を用いたほとんどの免疫組織化学の研究において
、染色は、推定により測定するか、時間のかかる手動カウントにより測定してい
る。このような手動分析を実施するのに必要とする追加の時間によって、多忙な
病理プラクティスの時間的制限が所与のものとすれば、通常の臨床的用途には使
用できなくなる。
In most immunohistochemistry studies using antibodies to proliferation-associated nuclear antigens, staining is measured by putative or time-consuming manual counting. The additional time required to perform such a manual analysis renders it unusable for normal clinical use, given the time limitations of busy pathology practices.

【0057】 イメージ解析による核抗原用染色の定量化により、このような測定の速度、精
度及び再現性を得る手段が提供される。上記で述べたCAS200システムでは
、2台のビデオカメラを使用して、顕微鏡イメージを光学フィルターを介して別
個に見ている。この場合、視野(650nm)内でエチルグリーン染色核の全て
をとらえるか、同じ視野において、免疫ペルオキシダーゼ反応(500nm)の
褐色反応生成物をとらえている。緑色染色領域と褐色染色領域のマップを重畳す
ることにより、免疫組織化学反応により占められる核面積%から迅速に計算がで
きる。ポジティブ染色のしきい値は、対照抗体を用いて染色されたスライドを用
いて得られる。この測定は、個々の核をカウントし且つ染色反応と相関させるこ
とを必要とする”ポジティブ核%”とは同一ではない。このような測定は、接し
ているか、重なり合っていることがよくある個々の核を区別することが困難又は
不可能なことのある組織切片よりも細胞学的試料によってより容易におこなうこ
とができる。核面積測定は迅速になされ、結果を、測定した全ての顕微鏡視野の
累積平均として表す。染色反応の強度は、この測定では考慮されない。但し、ポ
ジティブ染色のしきい値を調整して、例えば、全ての陽性核ではなく最も強く染
色された核のみを測定できる。しかしながら、このシステムは、スペクトル分解
の面で非常に限定され、したがって、用途が限られる。同様の空間分解とより高
いスペクトル分解との組み合わせを可能としたシステムを用いればQIHCの分
野に大変革をもたらすことが分かるであろう。
Quantification of staining for nuclear antigens by image analysis provides a means to obtain speed, accuracy and reproducibility of such measurements. The CAS 200 system described above uses two video cameras to view microscope images separately through optical filters. In this case, all of the ethyl green stained nuclei are captured in the visual field (650 nm), or the brown reaction product of the immunoperoxidase reaction (500 nm) is captured in the same visual field. By superimposing the map of the green stained area and the brown stained area, the calculation can be rapidly performed from the nuclear area% occupied by the immunohistochemical reaction. The threshold for positive staining is obtained using slides stained with a control antibody. This measurement is not the same as "% positive nuclei", which requires counting individual nuclei and correlating them with the staining reaction. Such measurements can be made more easily with cytological samples than with tissue sections where it may be difficult or impossible to distinguish individual nuclei that are often contiguous or overlapping. Nuclear area measurements were made quickly and the results are expressed as a cumulative average of all microscopic fields measured. The intensity of the staining reaction is not taken into account in this measurement. However, by adjusting the threshold value of positive staining, for example, only the most strongly stained nucleus can be measured instead of all the positive nuclei. However, this system is very limited in terms of spectral resolution and therefore has limited application. It will be seen that using a system that allows a similar combination of spatial decomposition and higher spectral decomposition will revolutionize the field of QIHC.

【0058】 QIHCを実施する一方で、視野の選択は重要である。これは、腫瘍は、増殖
活性について全く不均一なことがあり、平均又は最大増殖活性が最も臨床的に重
要であるかどうかははっきりしないからである。悪性リンパ腫を検討する際、例
えば、Ki−67染色を、ランダム視野選択(コンピュータが生成)又は最大増
殖画分を有するとして判断される視野の選択的測定を用いて測定した。ランダム
視野選択による測定は、リンパ腫のグレードだけでなくフローサイトメトリーS
フェーズ画分とよく相関することが分かったのに対して、最大増殖領域のみを選
択したものはこれらの相関が失われ、グレード間での差異はなかった。したがっ
て、悪性リンパ腫においては、多数の視野にわたって平均的増殖活性の測定をお
こなうのが、最も情報量が多い傾向がある。多様な量のストローマを有する固形
腫瘍では、測定からストローマ細胞と炎症細胞を排除するのが理にかなっている
。乳癌におけるKi−67発現の測定についての研究では、フローサイトメトリ
ーSフェーズ画分との比較的弱い相関が見られたが、これは、フローサイトメト
リーにより占められていない腫瘍細胞の種々の希釈を所与のものとすれば予想の
できるものである。
While performing QIHC, the choice of the field of view is important. This is because tumors can be quite heterogeneous in proliferative activity and it is not clear whether average or maximal proliferative activity is of most clinical significance. In examining malignant lymphoma, for example, Ki-67 staining was measured using random field selection (computer generated) or a selective measurement of the field determined to have the largest growing fraction. Measurements by random visual field selection are not only available for lymphoma grade, but also for flow cytometry S
While it was found to correlate well with the phase fraction, those selecting only the region of greatest growth lost these correlations and did not differ between grades. Therefore, for malignant lymphomas, measuring the average proliferative activity over multiple fields of view tends to be the most informative. In solid tumors with varying amounts of stroma, it makes sense to exclude stromal and inflammatory cells from the measurement. Studies on the measurement of Ki-67 expression in breast cancer showed a relatively weak correlation with the flow cytometric S-phase fraction, indicating that various dilutions of tumor cells not occupied by flow cytometry were observed. Given that it is predictable.

【0059】 平均的Ki−67染色の統計的に信頼のおける測定値を得ようとする場合、累
積染色%の変化が平均の5%を超えて異ならないように十分な視野を測定する必
要がある。ある研究者等は、全てのこのような測定値は、%値+/−誤差限界(
試料サイズに基づいて算出できる)として表さなければならない。視野数は、腫
瘍内の不均一性によって異なるが、統計分析だけでなく経験によっても、視野数
が約10〜20あればほとんどの場合95%の信頼区間を得るのに十分であるこ
とが示された。しかしながら、この平均測定値は、必ずしも生物学的に最も関連
があるとは限らない。
In order to obtain a statistically reliable measure of the average Ki-67 staining, it is necessary to measure a sufficient field of view so that the change in the cumulative staining% does not differ by more than 5% of the average. is there. One investigator states that all such measurements are in% values +/- error limits (
Can be calculated based on the sample size). The number of fields depends on heterogeneity within the tumor, but statistical analysis as well as experience indicate that a field number of about 10-20 is sufficient to obtain a 95% confidence interval in most cases. Was done. However, this average measurement is not always the most biologically relevant.

【0060】 乳癌におけるPCNA/サイクリン染色の測定用イメージ解析を用いて、腫瘍
の中央部と周辺部において腫瘍細胞増殖の度合いに有意の差があることが示され
た。乳癌の個々の症例におけるインサイチュ及び浸潤成分の増殖を比較したとこ
ろ、これらの成分は通常同程度のKi−67染色を示すが、低増殖画分又は高増
殖画分を有する腫瘍の分類に影響を及ぼす不一致が生じることあることが分かっ
た。浸透成分が臨床の過程についてより生物学的に関連していると仮定すると、
測定視野を選択するのに組織病理の面に慎重に注意を払うことが重要であると思
われる。さらに、細胞サイクルを介した進行中の核発現のレベル及びパターンの
変化が、Ki−67及びPCNA/サイクリンについて認められた。イメージ解
析を用いると、組織分析だけでなく、限定された強度範囲内のレイニングを測定
することにより、Sフェーズ等の細胞サイクルの特異的フェーズにより密接に関
連した測定値を得ることができる。しかしながら、いずれの場合においても、優
れた空間分解を伴ったイメージ分析は、スペクトル分解の面で極めて限定されて
おり、この限定は、本発明により解決される。
[0060] Using image analysis for measurement of PCNA / cyclin staining in breast cancer, it was shown that there was a significant difference in the degree of tumor cell proliferation between the center and periphery of the tumor. Comparing the growth of in situ and invasive components in individual cases of breast cancer, these components usually show comparable Ki-67 staining, but have an effect on the classification of tumors with low or high growth fractions. It has been found that inconsistencies can occur. Assuming that osmotic components are more biologically relevant for the clinical process,
Careful attention to the histopathological aspects may be important in selecting the field of measurement. In addition, changes in the level and pattern of ongoing nuclear expression throughout the cell cycle were observed for Ki-67 and PCNA / cyclin. Using image analysis, not only tissue analysis, but also measuring lining within a limited intensity range, can provide measurements that are more closely related to specific phases of the cell cycle, such as the S phase. However, in each case, image analysis with good spatial resolution is very limited in terms of spectral resolution, and this limitation is solved by the present invention.

【0061】 乳癌の数多くの症例は、ホルモン療法に反応し、腫瘍細胞に関連したエストロ
ゲンレセプターの存在が、予後重要性を有するとともに、抗エストロゲン療法の
患者を選択する際の予測値を示すことが分かった。最も一般的に生化学的方法に
より腫瘍エストロゲンレセプターを測定することは、乳癌の診断及び治療におけ
る標準となった。一般的に、エストロゲンレセプター陽性腫瘍を患った患者の6
0%〜70%は、ホルモン療法に反応を示すのに対して、レセプター陰性症例の
5%しか反応しない。
In many cases of breast cancer, responding to hormonal therapy, the presence of estrogen receptors associated with tumor cells has prognostic significance and may indicate predictive value in selecting patients for anti-estrogen therapy. Do you get it. Measuring tumor estrogen receptors most commonly by biochemical methods has become a standard in the diagnosis and treatment of breast cancer. Generally, 6 of patients with estrogen receptor positive tumors
0% to 70% respond to hormone therapy, whereas only 5% of receptor negative cases respond.

【0062】 米国では、エストロゲンレセプター及びプロゲステロンレセプターの生化学的
アッセイは、主に乳癌、特にデキストラン塗布チャコール(DCC)法に使用さ
れる。しかしながら、生化学的アッセイに付随する多数の技術的問題により、そ
の有用性が制限される。第一に、マンモグラフィが広範に使用されることにより
、増加した割合の切除された腫瘍が小さすぎて生化学的分析(300〜500m
gの組織が必要)ができず、細針吸引試料も、同様に通常の方法によっては評価
できない。Brigham and Women’s Hospitalでは、
切除された胸部腫瘍の約半分は、小さすぎてDCC分析ができない。第二に、形
態学的相関の欠如は、生化学的アッセイにおいてかなりの誤差を生じることがあ
る。これは、混合された良性胸部構造が偽陽性の結果を生じることがあり、正常
細胞及び炎症細胞による過度の腫瘍希釈は、偽陰性の結果を生じることがある。
処理前に組織について凍結切片調製(ほとんどの実験では通常実施されない工程
)を実施しない限り、サンプリング誤差は、検出することが困難なことがある。
第三に、DCC法は、極めて労働集約的である。したがって、これらの問題を回
避し、且つ腫瘍ホルモンレセプター測定の予後及び治療上の有用性を向上させる
アッセイ法を開発することに大きな関心が寄せられた。
In the United States, biochemical assays for estrogen and progesterone receptors are used primarily for breast cancer, especially the dextran-coated charcoal (DCC) method. However, a number of technical problems associated with biochemical assays limit their usefulness. First, due to the widespread use of mammography, an increased proportion of resected tumors was too small for biochemical analysis (300-500 m
g of tissue is required), and the fine-needle aspirated sample cannot be evaluated by the usual method. At Brightham and Women's Hospital,
About half of resected breast tumors are too small for DCC analysis. Second, the lack of morphological correlation can cause significant errors in biochemical assays. This means that mixed benign breast structures can produce false positive results, and excessive tumor dilution by normal and inflammatory cells can produce false negative results.
Sampling errors can be difficult to detect unless frozen section preparation is performed on the tissue prior to processing (a step not commonly performed in most experiments).
Third, the DCC method is extremely labor intensive. Accordingly, there has been much interest in developing assays that avoid these problems and improve the prognosis and therapeutic utility of tumor hormone receptor measurements.

【0063】 エストロゲンレセプター(ER)及びプロゲステロンレセプター(PR)に対
するモノクローナル抗体の市販品が入手できることにより、標準的免疫組織化学
法を用いたホルモンレセプターの目視検出が可能となった[Greene GL
及びJensen EV、Monoclonal antibodies as
probes for estrogen redetection and
characterization(エストロゲン再検出及び特性付け用プロ
ーブとしてのモノクローナル抗体)、J Steroid Biochem 1
982;16:353−359]。数多くの研究において、ER/PRの免疫組
織化学測定と標準生化学的方法との間に良好な相関があることが報告された。こ
れらの研究のほとんどにおいて、組織切片における免疫組織化学染色を分析する
半定量法、腫瘍において一般的に見られる不均一発現を考慮に入れた方法を用い
ている。例えば、McCarty等により使用されたHSCORE[MaCar
ty KS、Szabo E、Flowers JL等、Use of a m
onoclonal anti−estrogen receptor ant
ibody in the immunohistochemical eva
luation of human tumors(ヒト腫瘍の免疫組織化学的
評価におけるモノクローナル抗エストロゲンレセプター抗体の使用)、Canc
er Res 1986;46:(Suppl.):4244s−4248s]
は、染色強度の重量平均と陽性腫瘍核%から得たものであり、染色強度の主観的
評価を必要とする。このような方法を用いた場合、生化学的アッセイと比較した
抗体法の感度及び特異性は、それぞれ88%及び94%であった(85)。他の
研究では、同様の結果が得られた。
The availability of commercially available monoclonal antibodies to the estrogen receptor (ER) and progesterone receptor (PR) has allowed visual detection of hormone receptors using standard immunohistochemistry [Greene GL].
And Jensen EV, Monoclonal antibodies as
probes for estrogen redaction and
Characterization (monoclonal antibody as a probe for estrogen redetection and characterization), J Steroid Biochem 1
982; 16: 353-359]. Numerous studies have reported good correlation between immunohistochemical measurements of ER / PR and standard biochemical methods. Most of these studies use semiquantitative methods to analyze immunohistochemical staining in tissue sections, taking into account heterogeneous expression commonly found in tumors. For example, the HSCORE [MaCar] used by McCarty et al.
Use of am, such as ty KS, Szabo E, Flowers JL
onclonal anti-estrogen receptor ant
ibody in the immunohistochemical eva
lation of human tumors (use of monoclonal anti-estrogen receptor antibodies in immunohistochemical evaluation of human tumors), Canc
er Res 1986; 46: (Suppl.): 4244s-4248s].
Is obtained from the weight average of staining intensity and% of positive tumor nuclei, and requires a subjective evaluation of staining intensity. Using such a method, the sensitivity and specificity of the antibody method as compared to the biochemical assay was 88% and 94%, respectively (85). Other studies have yielded similar results.

【0064】 ほとんどの研究では、凍結組織のクリオスタット切片を用いた最適感度を報告
しているが、細胞遠心分離試料、針吸引物及びパラフィン切片の試験では、全て
良好な結果が得られている。ある研究では、ERの免疫組織化学アッセイが、生
化学的アッセイよりもホルモン療法に対してより予測に役立つ臨床反応であるこ
とを示している[Pertschuk LP、Kim DS及びNayer K
、et al.、Immunohistochemical estrogen
and progesterone receptor assays in
breast cancer with monoclonal antib
odies:Histopathologic,demographic,an
d biochemical correlations and relat
ionship to endocrine response and su
rvival(モノクローナル抗体を用いた乳癌における免疫組織化学エストロ
ゲン及びプロゲステロンレセプターアッセイ:内分泌応答及び生存率に対する組
織病理学的、人工学的及び生化学的相関及び関係)、Cancer 1990:
66:1663−1670]。これは、より新しい方法を支持する最強の主張で
ある。より最近では、米国における大きな癌研究グループの一部が、この方法が
より広範に受け入れらることとなるであろう臨床トライアルにおけるERの免疫
組織化学測定の使用を許可した。
Although most studies report optimal sensitivity using cryostat sections of frozen tissue, tests on cytocentrifuge samples, needle aspirates and paraffin sections have all yielded good results. . One study has shown that ER immunohistochemical assays are a more predictive clinical response to hormonal therapy than biochemical assays [Pertschuk LP, Kim DS and Nayer K.
Et al. , Immunohistochemical estrogen
and progesterone receptor assays in
breast cancer with monoclonal antib
odies: Histopathological, demographic, an
d biochemical correlations and relat
ionship to endocrine response and su
rvival (Immunohistochemical estrogen and progesterone receptor assay in breast cancer using monoclonal antibodies: histopathological, artificial and biochemical correlations and relationships to endocrine response and viability), Cancer 1990:
66: 1663-1670]. This is the strongest argument for a newer approach. More recently, some of the larger cancer research groups in the United States have allowed the use of immunohistochemical measurements of ER in clinical trials where this method would be more widely accepted.

【0065】 免疫組織化学ERの結果の使用に伴う重大な技術上の問題は、染色反応を客観
的に分析及び定量することが困難であることにあった。HSCORE等の半定量
法は、実験で必要とされる再現性が得られず、染色反応を測定及び報告するため
の標準が、いまだ確立されていない。イメージ解析を使用することにより、乳癌
におけるホルモンレセプターの定量化のプラクティスの標準を得る機会が提供さ
れ、核染色パターンは、Ki−67抗原について上記したようなQIHCに容易
に適合できるが、スペクトル分解が非常に限定されるので、複数のマーカー/対
比染色剤には適用できない。
A significant technical problem with the use of immunohistochemical ER results has been the difficulty in objectively analyzing and quantifying the staining reaction. Semi-quantitative methods such as HSCORE do not provide the reproducibility needed in experiments, and standards for measuring and reporting staining reactions have not yet been established. The use of image analysis offers the opportunity to obtain a standard of practice for the quantification of hormone receptors in breast cancer, and nuclear staining patterns can be easily adapted to QIHC as described above for the Ki-67 antigen, but with spectral resolution Is not so applicable to multiple markers / counter-stains.

【0066】 測定すべき意図する主要な特徴は、ER/PRについて染色された腫瘍細胞核
の百分率だけでなく、染色強度にある。陽性%(総核面積を用いた)と強度の両
方とも、定量的免疫組織化学(QIHC)スコアに組み入れ、QIHCスコアと
ERの生化学的測定との間の優れた相関が報告された。しかしながら、染色強度
は、標準化するのが困難であり、実験の日間変動を受ける。使用されたより単純
な手法は、200fmol/mgタンパク質未満の生化学的ER測定値と直線的
相関があると思われる染色核面積%のみを測定することである。10%陽性核面
積カットオフを用いると、DCC法と比較して、感度92%、ER特異性100
%となる。Sklarew等[Sklarew RJ、Bodmer SC及び
Pertschuk LP、Comparison of microscop
ic imaging strategies for evaluating
immunohistochemical (PAP) steroid r
eceptor heterogeneity(免疫組織化学(PAP)ステロ
イドレセプター不均一性を評価するための顕微鏡イメージング法の比較)、Cy
tometry 1991;12:207−220]は、核多形性及び組織切片
形成により生じる核面積の変化を考慮した組織切片におけるERの不均一性を測
定するためのイメージング法を記載している。Sklarew等は、この方法に
より乳癌におけるエンドクリン療法に対する反応について優れた予測値が得られ
るとしている。ここでも、イメージング自体に基づいて、この方法は、スペクト
ル分解の面で限定され、したがって、複数の免疫組織化学マーカー染色剤/組織
染色剤/DNA倍数性染色剤の検出に適用できない。
The main intended characteristic to measure is the staining intensity as well as the percentage of tumor cell nuclei stained for ER / PR. Both% positive (using total nuclear area) and intensity were incorporated into quantitative immunohistochemistry (QIHC) scores, and excellent correlations between QIHC scores and ER biochemical measurements were reported. However, staining intensity is difficult to standardize and is subject to day-to-day variability in the experiment. The simpler approach used is to measure only the% staining nuclei area that appears to be linearly correlated with biochemical ER measurements of less than 200 fmol / mg protein. Using a 10% positive nuclear area cutoff, 92% sensitivity and 100% ER specificity compared to the DCC method.
%. Sklarew et al. [Sklarew RJ, Bodmer SC and Pertschuk LP, Comparison of microscopic
ic imaging strategies for evaluating
immunohistochemical (PAP) steroid r
acceptor heterogeneity (comparison of immunohistochemistry (PAP) microscopic imaging methods to assess steroid receptor heterogeneity), Cy
tomtry 1991; 12: 207-220] describes an imaging method for measuring ER heterogeneity in a tissue section in consideration of nuclear polymorphism and a change in a nuclear area caused by tissue section formation. Sklarew et al. State that this method provides an excellent predictor of response to endocrine therapy in breast cancer. Again, based on the imaging itself, this method is limited in terms of spectral resolution and is therefore not applicable to the detection of multiple immunohistochemical marker stains / tissue stains / DNA ploidy stains.

【0067】 治療の決定は、腫瘍が陽性であるか陰性であるかに基づいており、絶対値に基
づいてはいないので、QIHCにより測定されるホルモンレセプターを生化学値
に変換する必要があるかどうかはまだはっきりしていない。実際に、ホルモンレ
セプターについて陰性である顕著な腫瘍画分が存在することが、療法に対して反
応しないことを予測することがあるので、QIHCにより報告されている腫瘍不
均一性は、生化学レベルよりも大きな臨床的関連性を有すると思われる。また、
経験から、症例の大部分は、ERについて陽性(50%を超える細胞が陽性)で
ある腫瘍細胞を示さず、10%陽性カットオフ付近で生じる症例がほとんどない
ことが分かっている。従って、生化学アッセイにおいて見られる値の連続体が、
真の生物範囲のレセプター発現よりも、良性組織成分による腫瘍細胞の多様な希
釈に反映すると思われる。療法に対する臨床反応を異なるイメージ分析の特徴と
比較してホルモンレセプターのQIHCを報告するための標準法を提供すること
について検討が必要とされている。
Since the treatment decision is based on whether the tumor is positive or negative and not on the absolute value, is it necessary to convert the hormone receptor measured by QIHC into a biochemical value? It is not clear yet. Indeed, since the presence of a significant tumor fraction that is negative for hormone receptors may predict that it will not respond to therapy, the tumor heterogeneity reported by QIHC may be at the biochemical level. It appears to have greater clinical relevance. Also,
Experience has shown that the majority of cases do not show tumor cells that are positive for ER (more than 50% cells positive) and few cases occur near the 10% positive cutoff. Thus, the continuum of values found in biochemical assays is
It appears to reflect more diverse dilution of tumor cells by benign tissue components than true biological range receptor expression. Consideration is needed to provide a standard method for reporting hormone receptor QIHC by comparing the clinical response to therapy with different image analysis features.

【0068】 腫瘍サンプリングが、乳癌において検討する必要がある別の重要な問題である
。腫瘍の凍結部分が腫瘍全体を完全には表さないことが少なからずある。例えば
、凍結組織は、導管内腫瘍のみを含むことがあるのに対して、侵入性癌の病巣は
永久切片で見つけられる。侵入性腫瘍の生物学的特徴は最も臨床的に関連してい
ると考えられ、インサイチュ及び侵入性腫瘍成分は同一の特徴を示すとは考えら
れない。イメージ解析を用いてホルモンレセプター発現に関する個々の乳癌の症
例の侵入性成分及び非侵入性成分を比較する検討をおこなった。ERの絶対値表
現(陽性、陰性)とERの表現レベル(核面積%)の両方に関するこれらの成分
の間で良好な一致が見られた。しかしながら、PR表現について不一致が見られ
、したがって、サンプリングはERについて重要な問題ではないが、PRについ
ては当てはまらないと思われる。同様に、他の研究者により報告されているよう
に、腫瘍遺伝子発現に関して乳癌のインサイチュ成分と侵入性成分との間で差異
が見られた。したがって、マーカーごとの発現の不均一性を確定して臨床測定の
指針を作成する必要がある。
[0068] Tumor sampling is another important issue that needs to be addressed in breast cancer. More often than not, the frozen part of the tumor does not completely represent the whole tumor. For example, frozen tissue may contain only intraductal tumors, whereas invasive cancer foci can be found in permanent sections. The biological characteristics of invasive tumors are considered to be the most clinically relevant, and in situ and invasive tumor components are not expected to exhibit identical characteristics. The purpose of this study was to compare the invasive and non-invasive components of individual breast cancer cases with respect to hormone receptor expression using image analysis. Good agreement was found between these components for both absolute ER expression (positive, negative) and ER expression level (% nuclear area). However, there is a discrepancy in the PR representation, and thus sampling does not seem to be a significant issue for the ER, but does not seem to be the case for PR. Similarly, as reported by other investigators, differences were seen between in situ and invasive components of breast cancer with respect to oncogene expression. Therefore, it is necessary to determine the heterogeneity of expression for each marker and prepare guidelines for clinical measurement.

【0069】 理論的には、細胞核、細胞質又は組織に局在する免疫組織化学反応は、イメー
ジ解析を用いて定量化できる。しかしながら、複数のマーカーの分析では、同時
にイメージング系で本来得られるよりもスペクトル分解能がはるかに高くなけれ
ばならない。
In theory, immunohistochemical reactions localized in the nucleus, cytoplasm or tissue can be quantified using image analysis. However, in the analysis of multiple markers, the spectral resolution must be much higher than would otherwise be possible with an imaging system at the same time.

【0070】 細胞表面及び細胞質抗原、特に腫瘍遺伝子の産生物は、臨床的に非常に重要で
ある。例えば、Slamon等[Slamon DJ、Godolphin W
、Jones LA等、Studies of the HER−2/neu
proto−oncogene in human breast and o
varian cancer(ヒト乳癌及び卵巣癌におけるHER−2/neu
プロト腫瘍遺伝子の研究)、Science 1989;235:177−18
2]は、乳癌及び卵巣癌におけるHER−2/neu腫瘍遺伝子の増幅及び過発
現の両方とも、誤った予後と相関することを示した。この研究では、免疫染色の
強度は、遺伝子発現の他尺度とよく相関し、卵巣癌における発現レベルは生存率
と相関した。これらの研究の著者等は、免疫組織化学法を用いた腫瘍遺伝子産生
物の測定が生化学法に対して明瞭な利点があり、臨床の結果と最もよく相関する
と思われることを述べている。
The products of cell surface and cytoplasmic antigens, especially oncogenes, are of great clinical importance. For example, Slamon et al. [Slamon DJ, Godolphin W
, Jones LA, etc., Studies of the HER-2 / neu
proto-oncogene in human breast and o
Varian cancer (HER-2 / neu in human breast and ovarian cancers)
Proto oncogene studies), Science 1989; 235: 177-18.
2] have shown that both amplification and overexpression of the HER-2 / neu oncogene in breast and ovarian cancers correlate with incorrect prognosis. In this study, the intensity of immunostaining correlated well with other measures of gene expression, and expression levels in ovarian cancer correlated with survival. The authors of these studies state that measurement of oncogene products using immunohistochemistry has distinct advantages over biochemistry and appears to best correlate with clinical outcomes.

【0071】 種々の研究から、腫瘍遺伝子発現のQIHCの可能性があることが分かった。
Czerniak等[Czerniak B、Herz F、Wersto R
P等。Quantitation of oncogene products
by computer−assisted image analysis
and flow cytometry(コンピュータ補助イメージ解析及び
フローサイトメトリーによる腫瘍遺伝子産生物の定量化)、J Histoch
em Cytochem 1990;38:463−466]は、イメージ解析
を使用して核、細胞質又は細胞膜において発現したいくつかの腫瘍遺伝子産生物
の細胞発現の測定をおこない、得られる結果がフローサイトメトリーを用いて得
られるのと類似していることを見いだした。後にCzerniak等は、イメー
ジングを使用して膀胱癌におけるHa−ras発現の測定をおこない[Czer
niak B、Cohen GL、Etkind P等、Concurrent
mutations of coding and regulatory
sequences of the Ha−ras gene in urin
ary bladder carcinomas(膀胱カルチノーマにおけるH
a−ras遺伝子のコード配列及び調節配列の同時変異)、J Histoch
em Cytochem 1992;23:1199−1204]、p21発現
の増加と特異的遺伝子変異との相関を示すことができた。核腫瘍タンパク質は、
ホルモンレセプター及びKi−67抗原について説明した方法と同様の方法によ
るイメージ解析を用いて測定でき、陽性核面積%又は染色強度と陽性度との組み
合わせた値として表すことができる。この方法は、Figge等[Figge
J、Bakst G、Weisheit K、Solis O及びRoss J
S、Image analysis quantitation of imm
uno−reactive retinoblastoma protein
in human thyroid neoplasms with a st
reptavidin−biotin−peroxidase stainin
g technique(ストレプトアビジン−ビオチン−ペルオキシダーゼ染
色法による、ヒトチロイド新生物における免疫反応性網膜芽細胞腫タンパク質の
イメージ解析定量化)、Am J Pathol 1991;139:1213
−1219]が使用して、チロイド腫瘍における網膜芽細胞腫タンパク質を測定
した。しかしながら、ここでも、イメージング解析では、このようなことができ
ることは、QIHCを臨床用途にさらに好適なものとするが、複数のマーカーを
検出することができない。
Various studies have shown the potential of QIHC for oncogene expression.
Czerniak et al. [Czerniak B, Herz F, Wersto R
P etc. Quantitation of oncogene products
by computer-assisted image analysis
and flow cytometry (quantification of oncogene products by computer-assisted image analysis and flow cytometry), J Histoch
em Cytochem 1990; 38: 463-466] uses image analysis to measure the cellular expression of some oncogene products expressed in the nucleus, cytoplasm or cell membrane, and obtains the results using flow cytometry. I found something similar to what I could get. Later, Czerniak et al. Used imaging to measure Ha-ras expression in bladder cancer [Czerniak.
niak B, Cohen GL, Etkind P, etc., Concurrent
Mutations of coding and regulatory
sequences of the Ha-ras gene in urin
ary blader carcinomas (H in bladder carcinoma)
a-ras gene coding and regulatory sequences), J Histoch
em Cytochem 1992; 23: 1199-1204], indicating a correlation between an increase in p21 expression and a specific gene mutation. Nuclear oncoproteins are
It can be measured using image analysis by a method similar to that described for the hormone receptor and the Ki-67 antigen, and can be expressed as a positive nuclear area% or a value obtained by combining staining intensity and positivity. This method is described in FIG.
J, Bakst G, Weisheit K, Solis O and Ross J
S, Image analysis quantification of imm
uno-reactive retinoblastoma protein
in human thiroid neoplasms with ast
reptavidin-biotin-peroxidase stainin
g technique (image analysis quantification of immunoreactive retinoblastoma protein in human thyroid neoplasms by streptavidin-biotin-peroxidase staining), Am J Pathol 1991; 139: 1213.
-1219] was used to measure retinoblastoma protein in thyroid tumors. However, again, in imaging analysis, the ability to do so makes QIHC more suitable for clinical use, but fails to detect multiple markers.

【0072】 染色強度における日間変動の制御の問題のために、QIHCでは、内部対照と
校正標準の使用が必要であると思われる。Bacus等[Bacus SS、R
uby SG、Weinberg DS、Chin D、Oriz R及びBa
cus JW。HER−2/neu one expression and
proliferation in breast cancers(乳癌にお
けるHER−2/neuの一発現及び増殖)、Am J Pathol 199
0;137:103−111]は、HER−2/neuについて、フォイルゲン
染色剤(DN含量を測定するため)と免疫組織化学染色とを組み合わせて使用し
てDNA含量に対して腫瘍タンパク質測定を正規化した。染色強度の日間変動を
考慮して、公知の発現レベルの腫瘍遺伝子を用いた腫瘍細胞系を校正に使用した
。したがって、腫瘍タンパク質の平均濃度を、細胞一個当たりで計算でき、高レ
ベルの過発現を示すことが知られている細胞系で測定されたレベル%で表された
。HER−2/neuの過発現についてのしきい値が、正常組織に存在する低発
現レベルに基づいて確定された。この方法を用いて、著者等は、乳癌における腫
瘍遺伝子発現を増殖画分成長因子発現及びDNA含量(「倍数性」)と相関させ
ることができた[Bacus SS、Chin D、Stern RK、Ort
iz R、Ruby SG及びWeinberg DS、HER−2/neu
one expression,DNA ploidy and prolif
eration index in breast cancers(乳癌にお
けるHER−2/neuの一発現、DNA倍数性及び増殖指数)、Anal Q
uant Histol 1992;14:433−445]。
Due to the problem of controlling inter-day variability in staining intensity, QIHC may require the use of internal controls and calibration standards. Bacus etc. [Bacus SS, R
uby SG, Weinberg DS, Chin D, Oriz R and Ba
cus JW. HER-2 / neu one expression and
proliferation in breast cancers (HER-2 / neu expression and proliferation in breast cancer), Am J Pathol 199.
0; 137: 103-111] normalizes tumor protein measurements for DNA content for HER-2 / neu using a combination of Feulgen stain (to measure DN content) and immunohistochemical staining. It has become. Tumor cell lines using oncogenes of known expression levels were used for calibration, taking into account the daily variation in staining intensity. Therefore, the average concentration of tumor protein could be calculated per cell and expressed as a percentage level measured in a cell line known to show high levels of overexpression. The threshold for HER-2 / neu overexpression was determined based on the low expression levels present in normal tissues. Using this method, the authors were able to correlate oncogene expression in breast cancer with growth fraction growth factor expression and DNA content ("ploidy") [Bacus SS, Chin D, Stern RK, Ort
izR, Ruby SG and Weinberg DS, HER-2 / neu
one expression, DNA ploidy and prolife
eration index in breast cancers (HER-2 / neu expression in breast cancer, DNA ploidy and proliferation index), Anal Q
ant Histol 1992; 14: 433-445].

【0073】 治療にとって重要であると思われる細胞タンパク質の別の例は、多薬物耐性(
mdr)遺伝子、P−糖タンパク質、非特異的化学療法耐性の一機構に関与して
いると思われる細胞表面関連ATPaseの産生物である。Grogan等[G
rogan T、Dalton W、Rybski J等、Optimizat
ion of immunohistochemical P−glycopr
otein assessment in multidrug−resist
ant plasma cell myeloma using three
antibodies(三種の抗体を用いた多薬物耐性形質細胞ミエローマにお
ける免疫組織化学P−糖タンパク質評価の最適化)、Lab Invest 1
991;63:815−824]は、複数のミエローマにおけるP−糖タンパク
質の発現と回帰との相関を明らかにし、IHCにより検出されたこのタンパク質
を測定するためのイメージ解析を使用した。また、QIHCが、P−糖タンパク
質発現を検出するためのWesternブロットよりも感受性があることを見い
だした。グルタチオントランスフェラーゼ及びトポイソメラーゼII等の治療耐
性の他のマーカーも、同様に検討できると思われる。
Another example of a cellular protein that may be important for treatment is multidrug resistance (
mdr) gene, P-glycoprotein, a product of cell surface-related ATPase that appears to be involved in one mechanism of non-specific chemoresistance. Grogan et al. [G
optimizat, such as rogan T, Dalton W, Rybski J
ion of immunohistochemical P-glycopr
otin assessment in multidrug-resist
ant plasma cell myeloma using three
antibodies (optimization of immunohistochemical P-glycoprotein evaluation in multidrug resistant plasma cell myeloma using three antibodies), Lab Invest 1
991; 63: 815-824] revealed a correlation between P-glycoprotein expression and regression in multiple myeloma and used image analysis to measure this protein detected by IHC. We have also found that QIHC is more sensitive than Western blots for detecting P-glycoprotein expression. Other markers of therapeutic resistance, such as glutathione transferase and topoisomerase II, could be considered as well.

【0074】 予後有意性及び治療有意性を有する腫瘍マーカーを測定することが、診断外科
病理学及び細胞学の重要な一部分となってきている。腫瘍試料(バイオプシー及
び針吸引物)の多くのサイズが小さいことを所与のものとすれば、IHC等のイ
ンサイチュ法を使用して、定量化が必要な場合には測定値の解析と組み合わせて
、これらの腫瘍マーカーを検出することが必要であろう。全ての実験室試験に関
して、実施及び性能の標準をイメージ解析について開発してこれらの測定値の精
度及び再現性を確保しなければならない。
Measuring tumor markers with prognostic and therapeutic significance has become an important part of diagnostic surgical pathology and cytology. Given the small size of many of the tumor samples (biopsies and needle aspirates), using in situ methods such as IHC, combined with analysis of measurements when quantification is needed, , It may be necessary to detect these tumor markers. For all laboratory tests, performance and performance standards must be developed for image analysis to ensure the accuracy and reproducibility of these measurements.

【0075】 免疫組織化学染色剤と同様に、組織染色剤を通常の方法で組織病理に使用した
ところ、癌の評価に有用であることが判明した。
Similar to the immunohistochemical stain, the tissue stain was used for histopathology in a conventional manner, and was found to be useful for cancer evaluation.

【0076】 疾病についての我々の理解の基礎をなす組織病理学は、クロマチン−染色剤複
合体の形成が細胞及び非細胞成分の形状及び構造を高める染色された組織試料を
用いた非定量形態的評価である。核構造は、単離状態において、核の代謝状態の
動的反射として及び生化学成分のその総含量の物理的対件として見えると思われ
る。主要な核成分は、DNA、RNA、ヒストン及び非ヒストンタンパク質、無
機物質並びに水である。これらは、細胞質及び機能の脱分化とともに悪性転換中
に変化し、核/細胞質比が増加する。研究の結果、核構造、クロマチンパターン
及び核小体サイズ並びに数の変化が、癌診断の形態的特質であることが判明した
。細針吸引バイオプシーにより得た個々のヒト乳癌細胞のコンピュータによる核
体型測定(CNM)により、通常の組織学的試料を用いた主観的観察よりも分類
の再現性が高いことが分かった。核における平均クロマチン面積の2次元推定値
等の種々のパラメータの定量的推定及び中央クロマチン領域数が、乳癌における
予後及び識別と相関があることが示された。平均核小体プロファイル面積及び最
大核小体の顕微鏡的寸法は、眼メラノーマにおける予後値を示すことが判明した
。星状グリオームにおいて、光学濃度と核プロファイル面積との間の関係は、患
者の生存率と相関することが判明した。
The histopathology that underlies our understanding of disease is based on non-quantitative morphology using stained tissue samples where the formation of chromatin-stain complexes enhances the shape and structure of cellular and non-cellular components. It is evaluation. The nuclear structure appears in the isolated state as a dynamic reflection of the metabolic state of the nucleus and as a physical consequence of its total content of biochemical components. The major nuclear components are DNA, RNA, histones and non-histone proteins, minerals and water. These change during malignant transformation with cytoplasmic and functional dedifferentiation, increasing the nuclear / cytoplasmic ratio. Studies have shown that changes in nuclear structure, chromatin pattern and nucleoli size and number are morphological features of cancer diagnosis. Computerized karyotyping (CNM) of individual human breast cancer cells obtained by fine needle aspiration biopsy showed that the classification was more reproducible than subjective observations using normal histological samples. Quantitative estimates of various parameters, such as two-dimensional estimates of mean chromatin area in the nucleus, and the number of central chromatin regions have been shown to correlate with prognosis and discrimination in breast cancer. Mean nucleolus profile area and microscopic size of largest nucleoli were found to indicate prognostic value in ocular melanoma. In stellate gliomas, the relationship between optical density and nuclear profile area was found to correlate with patient survival.

【0077】 組織病理学的分類では、異なる染色プロトコルを使用して組織及び細胞の細胞
構造を目立たせている。使用される最も一般的な染色法は、ヘマトキシリン染色
及びエオシン(H&E)染色である。他の方法として、炭化水素成分の分画用P
AS染色、コラーゲンの細胞外染色用マッソントリクローム染色及び血液病理学
におけるロマノフスキー−ギームザ染色がある。
The histopathological classification uses different staining protocols to highlight the cellular structure of tissues and cells. The most common staining methods used are hematoxylin and eosin (H & E) staining. Another method is to use P for fractionation of hydrocarbon components.
There are AS staining, Masson trichrome staining for extracellular staining of collagen and Romanovsky-Giemsa staining in hematopathology.

【0078】 従来のH&E染色剤では、核のヘマトキシリン染色後に、エオシンにより細胞
質及び種々の細胞外物質の対比染色をおこなう。核染色のこのプロセスでは、ヘ
マトキシリンが、酸化されて紫色の染料であるヘマテインとなるとともに、この
金属塩により正味正の電荷を有する。H&E染色法は、工程の一部が自動化され
たことを除いて半世紀にわたってほとんど変化しないままであった。これは、こ
の方法は、比較的迅速であり、安価であり、ほとんどの状況に好適であり、マス
ターするのが比較的容易であり、そして最も重要なことであるが、被験物のほと
んどを正確に顕微鏡診断できることによると思われる。
In a conventional H & E stain, counterstaining of cytoplasm and various extracellular substances is performed with eosin after hematoxylin staining of nuclei. In this process of nuclear staining, hematoxylin is oxidized to the purple dye hematein and has a net positive charge due to this metal salt. H & E staining methods have remained largely unchanged for half a century except that some of the steps have been automated. This means that the method is relatively quick, inexpensive, suitable for most situations, relatively easy to master, and most importantly, accurate for most subjects. This is probably due to the fact that a microscopic diagnosis can be made.

【0079】 特定の問題を解決するために、PAS染色及びマッソントリクローム染色等の
さらなる方法が使用されている。PAS染色では、隣接グリコール基を含む物質
又はそれらのアミノ若しくはアルキルアミノ誘導体は、過ヨウ素酸により酸化さ
れてジアルデヒドとなる。このジアルデヒドは、シッフ試薬と結合して不溶性マ
ゼンタ化合物を形成する。マッソントリクローム染色では、ホスホタングステン
酸又はホスホモリブデン酸を、塩基性フクシン、ライトグリーン及びヘマトキシ
リン等の数種のアニオン染料と組み合わせて使用する。
[0079] Additional methods have been used to solve certain problems, such as PAS staining and Masson's trichrome staining. In PAS staining, substances containing adjacent glycol groups or their amino or alkylamino derivatives are oxidized by periodic acid to dialdehydes. This dialdehyde combines with the Schiff reagent to form an insoluble magenta compound. Masson trichrome staining uses phosphotungstic acid or phosphomolybdic acid in combination with several anionic dyes such as basic fuchsin, light green and hematoxylin.

【0080】 ロマノフスキー−ギームザ染色が、血液病学のプラクティスにおいて日常的に
使用され、種々の造血細胞(正常状態のもの及び病気にかかったものの両方)を
明らかにしている。ロマノフスキー−ギームザ染色のプロセスでは、酸性エオシ
ンはヘモグロビン(赤色細胞における)及びエオシン好性顆粒(顆粒細胞におけ
る)と結合し、一方、塩基性アズールはクロマチン及びリボソームリッチ細胞質
に結合する。このフェーズに続いて、エオシンとアズールBが結合して複合体を
形成することにより、ロマノフスキー−ギームザ効果として知られている紫色の
要素を生じる。この効果を示す構造は、約550nmで特徴的な吸収バンド、す
なわち、いわゆるロマノフスキーバンドを示す。また、ロマノフスキー−ギーム
ザ法は、パラフィン埋め込み物質中の種々のリンパ細網要素(マスト細胞を含む
)及び微生物を明らかにするのにも使用されている。
Romanovsky-Giemsa staining is routinely used in hematology practices and reveals a variety of hematopoietic cells, both normal and diseased. In the process of Romanovsky-Giemsa staining, acidic eosin binds hemoglobin (in red cells) and eosinophil granules (in granule cells), while basic azure binds chromatin and ribosome-rich cytoplasm. Following this phase, eosin and Azure B combine to form a complex, resulting in a purple component known as the Romanovsky-Giemsa effect. Structures exhibiting this effect exhibit a characteristic absorption band at about 550 nm, the so-called Romanovsky band. The Romanovsky-Giemsa method has also been used to identify various lymphoid elements (including mast cells) and microorganisms in paraffin-embedded materials.

【0081】 浸潤性胸カルチノーマの評価において、腺管カルチノーマ及び小葉カルチノー
マが、類似の組織学的外観を示すと思われる[Azzopardi JG、Ch
epick OF、Hartmann WH、Jafarey NA、Lomb
art−Bosch A及びOzello L(1982)、The Worl
d Health Organization histological t
yping of breast tumors(世界保健機構による胸腫瘍の
組織学的タイピング)、第2版、Am J Clin Pathol 78:8
06−816]。ある定量的組織病理学的変数が、腺管カルチノーマと小葉カル
チノーマとの間の識別の一助として形態学的方法により同定された[Ladek
arl M及びSorensen FB(1993)、Quantitativ
e histopathological variables in in
situ and invasive ductal carcinoma o
f the breast(胸部のインサイチュ及び侵入性腺管カルチノーマに
おける定量的組織病理学的変数)、AMPIS101(12):895−903
]。腫瘍を格付け及び識別、すなわち、換言すれば、腫瘍を分類する試みは、主
に核の形態及びクロマチン構造に基づいている[Ladekarl M及びSo
rensen FB(1993)、Quantitative histopa
thological variables in in situ and
invasive ductal carcinoma of the bre
ast(胸部のインサイチュ及び侵入性腺管カルチノーマにおける定量的組織病
理学的変数)、AMPIS101(12):895−903;Cornelis
se CJ、de Konig HR及びMoolenaar AJ(1984
)、Image and flow cytometric analysis
of DNA content in breast cancer;rel
ation to estrogen receptor content a
nd lymph node involvement(乳癌におけるDNA含
量のイメージ解析及びフローサイトメトリー分析;エストロゲンレセプター含量
及びリンパ節の関与との関係)、Anal Quant Cytol Hist
ol 4:9−18;Stenkvist B、Westman−Naeser
S及びHolmquist J(1978)、Computerized n
uclear morphology as an objective me
thod for characterizing human cancer
cell populations(ヒト癌細胞集団を特性付けするための客
観的方法としてのコンピュータにより求めた核の形態)、Cancer Res
38:4688−4977;Dawson AE、Austin RE及びW
einberg DS(1991)、Nuclear grading of
breast carcinoma by image analysis(イ
メージ解析による胸部カルチノーマの核格付け)、Classificatio
n by multivariate and neural network
analysis(多変量及び神経ネットワーク解析による分類)、Am J
Clin Pathol 95:S29−S37]。白血病、リンパ腫、サル
コーマ及び他のカルチノーマを含むがこれらには限定されない他の腫瘍型の形態
分類[例えば、Clarke AM、Reid WA及びJack AS(19
93)、Combined proliferating cell nucl
ear antigen and morphometric analysi
s in the diagnosis of cancerous lymp
hoid infiltrates(癌性リンパ系浸潤物の診断における増殖細
胞核抗原と体型分析との組み合わせ)、J.Clin.Pathol.46:1
29−134参照]も、研究及び医療のプラクティスの両方において非常に広範
に実施されている。
In the assessment of invasive breast carcinoma, ductal and lobular carcinomas appear to have a similar histological appearance [Azzopardi JG, Ch
epic OF, Hartmann WH, Jafarey NA, Lomb
art-Bosch A and Ozello L (1982), The World
d Health Organization histologic t
yping of breast tumors (Histological typing of breast tumors by the World Health Organization), 2nd edition, Am J Clin Pathol 78: 8.
06-816]. Certain quantitative histopathological variables have been identified by morphological methods to aid in distinguishing between ductal and lobular carcinoma [Ladek.
arr M and Sorensen FB (1993), Quantitative
e histopathological variables in in
situ and invasive ductal carcinoma o
f the breast (quantitative histopathological variables in breast in situ and invasive ductal carcinoma), AMPIS 101 (12): 895-903.
]. Attempts to rank and identify tumors, or in other words, classify tumors, are based primarily on nuclear morphology and chromatin structure [Ladekarl M and So
rensen FB (1993), Quantitative histopa
thological variables in in situ and
invasive ductal carcinoma of the bre
ast (quantitative histopathological variables in breast in situ and invasive ductal carcinoma), AMPIS 101 (12): 895-903; Cornelis
se CJ, de Konig HR and Moolenaar AJ (1984)
), Image and flow cytometric analysis
of DNA content in breast cancer; rel
ation to estrogen receptor content a
nd lymph node involution (image analysis and flow cytometry analysis of DNA content in breast cancer; relationship between estrogen receptor content and involvement of lymph nodes), Anal Quant Cytol Hist
ol 4: 9-18; Stenkvist B, Westman-Naeser.
S and Holmquist J (1978), Computerized n
uclear morphology as an objective me
the for for characterizing human cancer
cell populations (computer-assisted nuclear morphology as an objective method for characterizing human cancer cell populations), Cancer Res
38: 4688-4977; Dawson AE, Austin RE and W
einberg DS (1991), Nuclear grading of
breast carcinoma by image analysis (nuclear grading of breast carcinoma by image analysis), Classificatio
n by multivariate and neural network
analysis (classification by multivariate and neural network analysis), Am J
Clin Pathol 95: S29-S37]. Morphological classification of other tumor types, including but not limited to leukemia, lymphoma, sarcoma and other carcinomas [eg, Clarke AM, Reid WA and Jack AS (19
93), Combined proliferating cell nucl
ear antigen and morphometric analysis
s in the diagnosis of cancerous lymp
H. infiltrates (combination of proliferating cell nuclear antigen and body type analysis in the diagnosis of cancerous lymphoid infiltrates), J. Am. Clin. Pathol. 46: 1
29-134] is also very widely practiced in both research and medical practice.

【0082】 それにもかかわらず、癌診断の分野で最優秀な病理学者により組織病理学的診
断の信頼性を評価したNIH研究会後に最近公表されたように、新生物の診断で
は専門の病理学者の間でも一致していない。この研究会に基づいて、組織病理学
的意思決定が、被験物の起源とは無関係に100%主観的であること、及び組織
病理学的診断におけるこの状態の事柄は、特定の腫瘍には限らず、全ての臓器に
おける鑑別診断に適用できることが、結論として言える。これらの結論は、Hu
man pathology 27:1115−1116の論説において、A
Bernard Ackerman(1996)により、「Discordan
ce among expert pathologists in diag
nosis of melanocytic neoplasm(メラノサイト
新生物の診断における専門家の病理学者の間での不一致)」と題して発表された
Nevertheless, as recently published after the NIH study group who assessed the reliability of histopathological diagnosis by the best pathologists in the field of cancer diagnosis, specialized pathologists are used to diagnose neoplasms. Are not even between. Based on this work group, histopathological decision-making is 100% subjective, independent of the origin of the subject, and the condition of this condition in histopathological diagnosis is limited to specific tumors It can be concluded that the method can be applied to differential diagnosis in all organs. These conclusions are based on Hu
In the editorial of man pathology 27: 1115-1116, A
"Discordan" by Bernard Ackerman (1996).
ce ammonium expert pathologists in diag
nosis of melanocytic neoplasm (disagreement among expert pathologists in the diagnosis of melanocyte neoplasms).

【0083】 胸部カルチノーマの80%近くが、腺管型である[Aaltomaa S及び
Lipponen P:Prognostic factors in bre
ast cancer(reviews)(乳癌における予後因子(報告))、
Int J Oncol 1:153,1992;Toikkanen S及び
Jensuu H(1990)、Prognostic factors an
d long−term survival in breast cance
r in a defined urban population(区画都市
人口における乳癌の予後因子及び長期生存率)、APMIS 98:1005−
1014]。腺管と小葉カルチノーマとの間の識別が、患者の予後及び治療の決
定の評価に有用であることが分かった[Ellis IO、Galea M、B
roughton N、Locker A、Blaney RW及びElsto
n CW(1992)、Pathological prognostic f
actors in breast cancer:II Histologi
cal type;relationship with survival
in a large study with long term foll
ow−up(乳癌における病理学的予後因子:II 組織型;長期追跡による大
規模研究における生存率との関係)、Histopathology 20:4
79−489;Eskelinen M、Lipponen P、Papina
ho S、Aaltomaa S、Kosma VM及びKlemi P(19
92)、DNA flow cytometry, nuclear morp
hometry, mitotic indices and steroid
receptors as independent prognostic
factors in female breast cancer(女性の
乳癌における、独立した予後因子としての、DNAフローサイトメトリー、核体
型測定、有糸分裂指数及びステロイドレセプター)、Int J Cancer
51:555−561;並びにToikkanen S及びJensuu H
(1990)、Prognostic factors and long−t
erm survival in breast cancer in a d
efined urban population(区画都市人口における乳癌
の予後因子及び長期生存率)、APMIS 98:1005−1014]。腫瘍
同士は、臨床上の挙動及び転移パターンにおいてある種の差異がある;小葉カル
チノーマは、腺管カルチノーマよりも多病巣性及び両側性であり[Azzopa
rdi JG、Chepick OF、Hartmann WH、Jafare
y NA、Lombart−Bosch A及びOzello L(1982)
、The World Health Organization histo
logical typing of breast tumors(世界保健
機構による胸腫瘍の組織学的タイピング)、第2版、Am J Clin Pa
thol 78:806−816]、患者生存期待度が、通常よりよい[DiC
onstanzo D、Rosen PP、Gareen I、Frankli
n S及びLesser M(1990)、Prognosis in inf
iltrating lobular carcinoma;an analy
sis of “classical” and variant tumor
s(浸潤小葉カルチノーマの予後;「古典的」及び変異腫瘍の分析)、Am J
Surg Pathol 14:12−23;du Toit RS、Loc
ker AP、Ellis IO、Elston CW、Nicholson
RI及びRobertson JFR(1991)、An evaluatio
n of differences in prognosis, recur
rence patterns and receptor status b
etween invasive lobular and other in
vasive carcinomas of the breast(胸部の侵
入性小葉カルチノーマと他の侵入性カルチノーマとの間の予後、再発パターン及
びレセプター状態の差の評価)、Eur J Surg Oncol 17:2
51−257]。2種の腫瘍型は、形態が異なり、浸潤小葉カルチノーマの細胞
は、通常、腺管カルチノーマより小さく、多形性が少なく、有糸分裂像が少ない
。浸潤腺管カルチノーマ細胞は、より多くの隆起核を有する[Azzopard
i JG、Chepick OF、Hartmann WH、Jafarey
NA、Lombart−Bosch A及びOzello L(1982)、T
he World Health Organization histolo
gical typing of breast tumors(世界保健機構
による胸腫瘍の組織学的タイピング)、第2版、Am J Clin Path
ol 78:806−816]。
Almost 80% of breast carcinomas are glandular [Aaltomaa S and Lipponen P: Prognostic factors in bre
ast cancelers (reviews) (prognostic factors in breast cancer (report)),
Int J Oncol 1: 153, 1992; Toikkanen S and Jensuu H (1990), Prognostic factors an.
d long-term survival in breast cancer
rina a defined urban population (prognostic factors and long-term survival rate of breast cancer in a compartmentalized urban population), APMIS 98: 1005-
1014]. Discrimination between gland ducts and lobular carcinomas has been found to be useful in assessing patient prognosis and treatment decisions [Ellis IO, Galea M, B
Roughton N, Locker A, Blaney RW and Elsto
n CW (1992), Pathological technical f
actors in breast cancer: II Histologi
cal type; relation with with survival
in a large study with long term fall
ow-up (pathological prognostic factor in breast cancer: II histology; relationship to survival in large-scale studies with long-term follow-up), Histopathology 20: 4.
79-489; Eskelinen M, Lipponen P, Papina
ho S, Aaltoma S, Kosma VM and Klemi P (19
92), DNA flow cytometry, nuclear morp
hometry, mitotic indices and steroids
receptors as independent prognostic
factors in female breast cancer (DNA flow cytometry, karyotyping, mitotic index and steroid receptors as independent prognostic factors in female breast cancer), Int J Cancer
51: 555-561; and Toikkanen S and Jensuu H.
(1990), Prognostic factors and long-t.
erm survival in breast cancer in ad
defined urban population (prognostic factors and long-term survival of breast cancer in a compartmentalized urban population), APMIS 98: 1005-1014]. Tumors have certain differences in clinical behavior and metastatic patterns; lobular carcinomas are more focal and bilateral than ductal carcinomas [Azzopa
rdi JG, Chepick OF, Hartmann WH, Jafare
y NA, Lombart-Bosch A and Ozello L (1982)
, The World Health Organization histo
logical typing of breast tumours (Histological typing of breast tumors by the World Health Organization), 2nd edition, Am J Clin Pa
thol 78: 806-816], patient expectation of survival is better than normal [DiC
onstanzo D, Rosen PP, Green I, Frankli
n S and Lesser M (1990), Prognosis in inf.
Illustrating local carcinoma; an analy
sis of “classical” and variant tumor
s (prognosis of infiltrated lobular carcinoma; analysis of "classical" and mutant tumors), Am J
Surg Pathol 14: 12-23; du Toit RS, Loc
ker AP, Ellis IO, Elston CW, Nicholson
RI and Robertson JFR (1991), Anevaluatio
no of differences in prognosis, recur
rence patterns and receptor status b
etween invasive local and other in
volatile carcinomas of the breast (evaluation of differences in prognosis, recurrence pattern and receptor status between invasive lobular carcinoma of the chest and other invasive carcinomas), Eur J Surg Oncol 17: 2
51-257]. The two tumor types differ in morphology and the cells of the infiltrating lobular carcinoma are usually smaller than the ductal carcinoma, have less polymorphism, and have fewer mitotic figures. Infiltrating duct carcinoma cells have more raised nuclei [Azzopard
i JG, Chepick OF, Hartmann WH, Jafarey
NA, Lombart-Bosch A and Ozello L (1982), T
he World Health Organization histolo
medical typing of breast tumours (Histological typing of breast tumors by the World Health Organization), 2nd edition, Am J Clin Path
ol 78: 806-816].

【0084】 腺管内カルチノーマのある種の組織学的型が認められた:コメド、篩状、ミク
ロパピラリー及び固形。これらの全てが認識され、特定の基準で分類され、主に
構築パターン、細胞多形性及び核の過度色素沈着によりさらに分けられる[Pa
ge DL及びAnderson TG(1987)。Diagnostic
histopathology of the breast(胸部の診断病理
学)。スコットランド国エジンバラ:Churchill Livingsto
ne、120−157;Lagios MD(1990)、Duct carc
inoma in situ pathology and treatmen
t(腺管カルチノーマのインサイチュ病理学及び治療)、Surg Clin
North Am 70:853−871;並びにLennington WJ
、Jensen RA、Dalton LW及びPage DL:Ductal
carcinoma in situ of the breast:Het
erogeneity of individual lesions(胸部の
インサイチュ腺管カルチノーマ:個々の病巣の不均一性)、Cancer 73
:118−124、1994]。小葉カルチノーマの生存期待度は、通常腺管カ
ルチノーマの生存期待度よりもよい[DiConstanzo S、Rosen
PP、Gareen I、Franklin S及びLesser M(19
90)、Prognosis in infiltrating lobula
r carcinoma:an analysis of “classica
l” and variant tumors(浸潤性小葉カルチノーマの予後
:「古典的」及び変異腫瘍の分析)、Am J Surg Pathol 14
:12−23;du Toit RS、Locker AP、Ellis IO
、Elston CW、Nicholson RI及びRobertson J
FR(1991)、An evaluation of difference
s in prognosis, recurrence patterns
and receptor status between invasive
lobular and other invasive carcinom
as of the breast(胸部の侵入性小葉カルチノーマと他の侵入
性カルチノーマとの間の予後、再発パターン及びレセプター状態の差の評価)、
Eur J Surg Oncol 17:251−257]。小葉カルチノー
マは、より両側性且つ多病巣性のことがよくあり[Ladekarl M及びS
orensen FB:Prognostic,quantitative h
istopathologic variables in lobular
carcinoma of the breast(胸部の小葉カルチノーマに
おける予後、定量的組織病理学的変数)、Cancer 72:2602、19
93]、腫瘍からの転移のパターンが、異なることが判明した。残念なことに、
胸部カルチノーマの組織学的分類は、再現性が低く、したがって、異なる予後の
小葉カルチノーマの形態学的亜型を分類する試みは、役に立たないと思われる[
Ladekarl M及びSorensen FB:Prognostic,q
uantitative histopathologic variable
s in lobular carcinoma of the breast
(胸部の小葉カルチノーマにおける予後、定量的組織病理学的変数)、Canc
er 72:2602、1993]。小葉型と腺管型の両方とも、現在では末端
腺管−小葉ユニットから生じると考えられている。
[0084] Certain histological types of intraductal carcinoma were observed: comedo, phloem, micropapillary and solid. All of these are recognized and categorized by specific criteria, further subdivided mainly by architectural patterns, cell polymorphism and hyperpigmentation of the nucleus [Pa
ge DL and Anderson TG (1987). Diagnostic
Histopathology of the breast (diagnostic pathology of the chest). Edinburgh, Scotland: Churchill Livingsto
ne, 120-157; Lagios MD (1990), Duct carc
inoma in situ pathology and treatmen
t (in situ pathology and treatment of ductal carcinoma), Surg Clin
North Am 70: 853-871; and Lenington WJ
, Jensen RA, Dalton LW and Page DL: Ductal
carcinoma in situ of the breast: Het
erogenicity of individual lengths (in situ duct carcinoma of the chest: heterogeneity of individual lesions), Cancer 73
: 118-124, 1994]. The survival expectancy of lobular carcinoma is usually better than that of ductal carcinoma [DiConstanzo S, Rosen
PP, Green I, Franklin S and Lesser M (19
90), Prognosis in filtering lobula
r carcinoma: an analysis of “classica
l "and variant tumors (prognosis of invasive lobular carcinoma: analysis of" classical "and mutant tumors), Am J Surg Pathol 14
: 12-23; du Toit RS, Locker AP, Ellis IO
, Elston CW, Nicholson RI and Robertson J
FR (1991), An evaluation of difference
s in prognosis, recurrence patterns
and receptor status between invasive
lobbular and other invasive carcinom
as of the breast (evaluation of differences in prognosis, recurrence pattern and receptor status between invasive lobular carcinoma of the chest and other invasive carcinomas),
Eur J Surg Oncol 17: 251-257]. Lobular carcinomas are often more bilateral and multifocal [Ladekarl M and S
orensen FB: Prognostic, quantitative h
istopathological variables in logical
carcinoma of the breast (prognosis in lobular carcinoma of the chest, quantitative histopathological variables), Cancer 72: 2602, 19
93], the pattern of metastasis from the tumor was found to be different. Unfortunately,
The histological classification of breast carcinoma is poorly reproducible, and attempts to classify the morphological subtypes of lobular carcinoma with different prognosis would not be helpful [
Ladekarl M and Sorensen FB: Prognostic, q
positive histopathological variable
s in local carcinoma of the breast
(Prognosis in lobular carcinoma of the chest, quantitative histopathological variables), Canc
er 72: 2602, 1993]. Both the lobular and glandular types are now thought to arise from terminal gland-lobular units.

【0085】 異なる手法による核の特徴の特性付けが、診断、治療、予後の決定に使用され
ている。核プロファイル面積、核プロファイル濃度及び有糸分裂プロファイル数
の二次元推定値等の種々の組織病理学的パラメータの定量的推定が、識別及び予
後と相関があることが判明した。核構造の変化は、癌診断の形態学的特質である
。核サイズ、形状、クロマチンパターンは、全て乳癌において変化することが報
告されている[Pienta KJ及びCoffey DS:Correlat
ion of nuclear morphometry with prog
ression of breast cancer(核の形態と、乳癌の進行
との相関)、Nuclear Morphometry of breast
cancer 2012、1991]。しかしながら、同じ分類群に属している
腫瘍の形態及び生態の不均一性は、乳癌の最も目立った特徴であることが分かっ
た[Komitowski DD及びJanson CP(1990)、Qua
ntitative features of chromatin stru
cture in the prognosis of breast can
cer(乳癌の予後におけるクロマチン構造の定量的特徴)、Cancer 6
5:2725−2730]。
Characterization of nuclear features in different ways has been used for diagnosis, treatment and prognosis. Quantitative estimation of various histopathological parameters, such as two-dimensional estimates of nuclear profile area, nuclear profile concentration and mitotic profile number, was found to correlate with discrimination and prognosis. Changes in nuclear structure are a morphological feature of cancer diagnosis. Nucleus size, shape, and chromatin pattern have all been reported to be altered in breast cancer [Pienta KJ and Coffey DS: Correlat.
ion of nuclear morphology with prog
response of breast cancer (correlation between nuclear morphology and progression of breast cancer), Nuclear Morphometry of breast
canceler 2012, 1991]. However, heterogeneity of morphology and biology of tumors belonging to the same taxon was found to be the most prominent feature of breast cancer [Komitowski DD and Janson CP (1990), Qua.
nitative features of chromatin tru
cure in the promotion of breast can
cer (quantitative feature of chromatin structure in breast cancer prognosis), Cancer 6
5: 2725-2730].

【0086】 細胞学的被験物、染色パターン、核サイズ及び総細胞サイズについて、自動化
体型測定装置を用いて、de−las−Morenas等[de−las−Mo
renas A、Crespo P、Moroz K及びDonnely MM
(1995)、Cytological diagnosis of duct
al versus lobular carcinoma of the b
reast(胸部の腺管カルチノーマ対小葉カルチノーマの細胞学的診断)、A
cta Cytol 39(5):865−869]により試験された11種の
細胞学的パラメータは、浸潤性小葉カルチノーマ細胞核と浸潤性腺管カルチノー
マ細胞核との間で統計的に異なることが分かった。したがって、粗顆粒クロマチ
ン(核サイズ:44μm超、細胞サイズ:82μm超)の存在は、腺管カル
チノーマに関係していることが分かった。
For cytological specimens, staining patterns, nucleus size and total cell size, de-las-Morenas et al. [De-las-Mo
renas A, Crespo P, Moroz K and Donnelly MM
(1995), Cytologic diagnosis of duct
al vssus local carcinoma of the b
reest (cytological diagnosis of ductal carcinoma of the breast vs. lobular carcinoma), A
cta Cytol 39 (5): 865-869], eleven cytological parameters were found to be statistically different between infiltrating lobular carcinoma nuclei and invasive ductal carcinoma nuclei. Thus, the presence of coarse granular chromatin (nucleus size> 44 μm 2 , cell size> 82 μm 2 ) was found to be related to ductal carcinoma.

【0087】 Ladekarl及びSorensenは、主要三次元核サイズ、主要核プロ
ファイル面積及び有糸分裂指数は、全て、腺管において、小葉カルチノーマにお
けるよりも有意に大きいのに対して、主要核濃度指数は、腺管カルチノーマでは
小さいことを見いだした[Ladekarl M及びSorensen FB:
Prognostic,quantitative histopatholo
gic variables in lobular carcinoma o
f the breast(胸部の小葉カルチノーマにおける予後、定量的組織
病理学的変数)、Cancer 72:2602、1993]。Yu等も、浸潤
腺管カルチノーマ及び小葉カルチノーマの識別に有用ないくつかの明瞭な核の特
徴を同定した[Yu GH、Sneige N、Kidd LD、Johnst
on及びKatz RL(1995)、Image analysis der
ived morphometric differences in fin
e needle aspirated of ductal and lob
ular breast carcinoma(細針吸引腺管胸カルチノーマ及
び小葉胸カルチノーマのイメージ解析に由来する体型測定の差異)、Anal
Quant Cytol Histol 17(2):88−92]。
Ladekarl and Sorensen state that the major three-dimensional nuclear size, major nuclear profile area and mitosis index are all significantly greater in gland ducts than in lobular carcinoma, whereas the major nuclear concentration index is It was found small in ductal carcinomas [Ladekarl M and Sorensen FB:
Prognostic, quantitative histopatholo
gic variables in logical carcinoma o
f the breast (prognosis in lobular carcinoma of the breast, quantitative histopathological variables), Cancer 72: 2602, 1993]. Yu et al. Also identified several distinct nuclear features useful for distinguishing infiltrating duct carcinoma and lobular carcinoma [Yu GH, Sneige N, Kidd LD, Johnst.
on and Katz RL (1995), Image analysis der
inverted morphometric differences in fin
e needled aspirated of rectangular and lob
ullar breast carcinoma (difference in morphometry from image analysis of fine needle aspirated ductal carcinoma and lobular carcinoma), Anal
Quant Cytol Histol 17 (2): 88-92].

【0088】 固形腫瘍に使用する他に、組織学的染色剤及び免疫組織化学マーカーは、種々
の血液学的悪性疾患の診断、予後及び治療にも適用でき、その一例として、慢性
リンパ性白血病(CLL)がある。末梢血における小さい成熟外観Bリンパ球の
過剰蓄積は、慢性リンパ性白血病(CLL)診断の基本となる特質である。持続
細胞カウントが5x10個/リットル超の成熟外観リンパ球であることは、正
常状態から白血病に形質転換したことを示唆していると思われる。大多数の正常
リンパ球と支配的なCLLの細胞集団は、両方とも、通常の光顕微鏡によるこれ
らのリンパ性集団間の識別を困難にする、高密度、凝集核クロマチンを有する小
細胞から構成されている。ある場合には、形態学的特徴が、典型的な成熟、小細
胞B−CLLとは異なる:(i)CLL/PLと称される、小リンパ球とプロリ
ンパ球との混合物(>10%及び<55%)、又は(ii)大リンパ球と混合し
たCLL。
In addition to being used for solid tumors, histological stains and immunohistochemical markers can also be applied to the diagnosis, prognosis and treatment of various hematological malignancies, such as chronic lymphocytic leukemia ( CLL). Excessive accumulation of small mature appearance B lymphocytes in peripheral blood is a fundamental feature of the diagnosis of chronic lymphocytic leukemia (CLL). The appearance of mature lymphocytes with a sustained cell count of greater than 5 × 10 3 cells / liter may be indicative of a transformation from normal to leukemia. The majority of normal lymphocytes and the predominant cell population of CLL are both composed of small cells with dense, aggregated nuclear chromatin that make it difficult to distinguish between these lymphoid populations by conventional light microscopy. ing. In some cases, the morphological characteristics differ from typical mature, small cell B-CLL: (i) a mixture of small and prolymphocytes (> 10% and designated CLL / PL) <55%), or (ii) CLL mixed with large lymphocytes.

【0089】 French−American−Britishのグループ(FAB)は、
明瞭な診断を確立するために、細胞化学的方法及び免疫学的方法に基づいた基準
を提案した。免疫表現型分析により、B−CLL細胞上で弱くしか発現しないか
、検出できない、正常B細胞中に多量の表面免疫グロブリン(sIg)が存在す
ることが分かる。CLL細胞は、pan−B抗原CD19及びCD20並びに活
性化抗原CD5及びCD23を発現するが、形質細胞により示される末端B細胞
分化抗原を発現しない。B−CLL細胞は、カッパ又はラムダL鎖を発現し、単
クローン性は、診断を確定するのに必須である。マウス赤血球ロゼット(MRB
C−R)のレセプターは、B−CLL細胞と正常B細胞の両方について検出でき
るが、2つの集団は、補体レセプターの異なるパターンを発現し、これが両者を
識別するのに役立てることができる。
The French-American-British group (FAB)
Criteria based on cytochemical and immunological methods have been proposed to establish a clear diagnosis. Immunophenotypic analysis indicates that large amounts of surface immunoglobulin (sIg) are present in normal B cells, which are weakly expressed or undetectable on B-CLL cells. CLL cells express the pan-B antigens CD19 and CD20 and the activation antigens CD5 and CD23, but do not express the terminal B cell differentiation antigens exhibited by plasma cells. B-CLL cells express kappa or lambda light chains, and monoclonality is essential to confirm the diagnosis. Mouse erythrocyte rosette (MRB
The receptor for C—R) can be detected on both B-CLL and normal B cells, but the two populations express different patterns of complement receptors, which can help distinguish them.

【0090】 米国特許第5,086,476号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞を、増殖物質用クロモーゲン及び
細胞核用対比染色剤で染色することにより、細胞試料の増殖指数を測定するため
のイメージ処理方法及び装置を教示している。クロモーゲンは、抗体−酵素複合
体により活性化され、この抗体−酵素複合体が増殖物質に結合して染色細胞試料
を生成する。染色された細胞試料を、装置の一部分を構成している光学顕微鏡で
試験して拡大細胞試料イメージを生成する。この装置は、細胞試料イメージを光
学的に濾過し、一対の光学的エンハンスト増殖物質イメージと細胞核イメージを
生成する。エンハンストイメージを、電子的に解析して、それぞれイメージに現
れている細胞核の量と増殖物質の量を求める。次に、量を比較して、細胞試料イ
メージに現れている細胞試料の部分についての増殖指数を得る。
US Pat. No. 5,086,476 (Bacus et al.), Which is incorporated herein by reference, describes cells with a chromogen for proliferating substances and a counterstain for cell nuclei. An image processing method and apparatus for measuring the proliferation index of a cell sample by staining is taught. The chromogen is activated by the antibody-enzyme complex, which binds to the growth material and produces a stained cell sample. The stained cell sample is examined under a light microscope that forms part of the device to generate an enlarged cell sample image. The device optically filters the cell sample image and produces a pair of optically enhanced proliferator image and cell nucleus image. The enhanced image is analyzed electronically to determine the amount of cell nucleus and the amount of proliferating substance appearing in the image, respectively. The quantities are then compared to obtain a growth index for the portion of the cell sample that appears in the cell sample image.

【0091】 米国特許第5,109,429号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞核中の成分の定量化用キットを教
示している。このキットは、染色剤及び顕微鏡スライドを含む。各スライドは、
参照細胞対象と、参照細胞対象と同時に染色される被験物細胞を収容するための
被験物細胞領域を有する。
US Pat. No. 5,109,429 (Bacus et al.), Which is hereby fully incorporated by reference, teaches a kit for quantifying components in cell nuclei. . The kit includes a stain and a microscope slide. Each slide is
It has a reference cell subject and a test cell area for accommodating test cells that are stained simultaneously with the reference cell subject.

【0092】 米国特許第5,202,931号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞集団中の核タンパク質の定量化用
イメージ解析装置を教示している。特に、ヒト胸カルチノーマの細針吸引物のホ
ルモン性レセプター含量を、評価している。エストロゲンレセプター又はプロゲ
ステロンレセプターを増幅し、被験物において、免疫ペルオキシダーゼ型の染色
法により可視化している。レセプターに対して特異的なモノクローナル抗体を、
レセプター部位に結合させた後、モノクローナル抗体及びペルオキシダーゼ−抗
ペルオキシダーゼ複合体に結合する架橋抗体により増幅させる。クロモーゲン(
ジアミノベンジジン)を上記複合体と混ぜ、過酸化水素で処理して上記ペルオキ
シダーゼと反応させることにより、光学的同定用のレセプター部位をマークする
不溶性褐色沈殿物を形成する。次に、被験物を、各細胞の核に特異的である別の
クロモーゲン(メチルグリーン)で対比染色させる。2種の単色光濾過で、レセ
プター部位光学エンハンサーにより染色された領域と、核領域光学エンハンサー
により染色された領域が光学的に分離される。染色されたレセプター領域の光学
濃度値を測定することにより、被験物中のホルモン性レセプターの量と直接関連
する強度値を得る。ホルモン性レセプターを含有する核の面積を、総核面積と比
較することにより、レセプターを含有する被験物全体を通した細胞の分布を示す
値(%)が得られる。次に、強度及び分布についての2つの値を組み合わせてア
ッセイの予測スコアを得る。測定スコアを、実験的に得た基準スコアと比較する
ことにより、内分泌療法の予後が可能となる。
US Pat. No. 5,202,931 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes an image analyzer for quantifying nuclear proteins in a cell population. Teaching. In particular, the hormonal receptor content of fine needle aspirates of human breast carcinomas has been evaluated. The estrogen receptor or progesterone receptor has been amplified and visualized in the test article by immunoperoxidase-type staining. A monoclonal antibody specific for the receptor,
After binding to the receptor site, it is amplified with a monoclonal antibody and a cross-linked antibody that binds to the peroxidase-anti-peroxidase complex. Chromogen (
Diaminobenzidine) is mixed with the complex, treated with hydrogen peroxide and reacted with the peroxidase to form an insoluble brown precipitate which marks the receptor site for optical identification. The test article is then counterstained with another chromogen (methyl green) that is specific for the nucleus of each cell. By two types of monochromatic light filtration, the region stained by the receptor site optical enhancer and the region stained by the nuclear region optical enhancer are optically separated. By measuring the optical density value of the stained receptor area, an intensity value is obtained that is directly related to the amount of hormonal receptor in the test article. Comparing the area of the nucleus containing the hormonal receptor to the total nucleus area gives a value (%) indicative of the distribution of cells throughout the receptor-containing test article. The two values for intensity and distribution are then combined to obtain a predicted score for the assay. By comparing the measured score with a reference score obtained experimentally, the prognosis of endocrine therapy is possible.

【0093】 米国特許第5,281,517号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、イメージ解析手段を用いてDNA等の
一定のパラメータについての細胞又は細胞対象のサブ集団を選択及び分析するた
めの方法及び装置を教示している。細胞を、まず、細胞の細胞質の少なくとも一
つにおけるタンパク質又は細胞膜上のタンパク質に特異的なモノクローナル抗体
を含むアルカリ性ホスファターゼ法で染色することにより、型に関してタンパク
質を含む細胞をマークする。核におけるDNAの第二の染色を、細胞の細胞質を
破壊するフォイルゲン法によりおこなう。染色及びマーキング後、細胞を、着色
DNA又は着色抗原等の視覚パラメータについてのイメージ解析手段を用いて、
被測定サブ集団にゲーティングしてもよい。次に、選択された細胞を、ディジタ
ルイメージ処理することにより調べ、DNAの真の実測値(単位:ピコグラム)
等のパラメータについて測定する。パラメータの実測量値が生成され、得られる
US Pat. No. 5,281,517 (Bacus et al.), Which is incorporated herein by reference in its entirety, discloses a method for determining certain parameters, such as DNA, using image analysis means. Methods and devices are taught for selecting and analyzing cells or subpopulations of cell subjects. The cells are first marked for type by staining the cells with an alkaline phosphatase method that includes a monoclonal antibody specific for a protein in at least one of the cell cytoplasm or a protein on the cell membrane. A second staining of DNA in the nucleus is performed by the Feulgen method, which destroys the cytoplasm of the cells. After staining and marking the cells, using image analysis means for visual parameters such as colored DNA or colored antigen,
The gating may be performed on the measured sub-population. Next, the selected cells are examined by digital image processing, and the true measured values of DNA (unit: picogram)
And other parameters. Actual measured values of the parameters are generated and obtained.

【0094】 米国特許第5,428,690号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、顕微鏡スライド上に配置させた生物被
験物の自動アッセイのための装置及び方法を教示している。この装置は、スライ
ド上の生物学的試料を見るため、及び目視したイメージに相当するインタラクテ
ィブビデオ信号を生成するための、インタラクティブ光学サブシステムを備えて
いる。自動光学サブシステムは、一ラックのスライド(これらの一部分は、イン
タラクティブ光学手段におけるアッセイついて予め確認してあるものである)を
走査するための単一の高出力顕微鏡対物レンズを含む。このシステムも、2つの
光学サブシステム用のインタラクティブ及び自動ビデオ信号を処理するプロセッ
サを含む。このプロセッサは、自動ビデオ信号を受け、受信したら生物学的アッ
セイ機能を実行する。また、顕微鏡スライド上でのその後の分析のための点をマ
ークするため、及び分析機能を各マークした点と関連させるための、方法及び装
置も開示されている。
US Pat. No. 5,428,690 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes an automated assay for biological analytes placed on microscope slides. Apparatus and method for teaching. The apparatus includes an interactive optical subsystem for viewing a biological sample on a slide and generating an interactive video signal corresponding to a viewed image. The automated optics subsystem includes a single high power microscope objective for scanning a rack of slides, some of which are pre-identified for assays in interactive optics. This system also includes a processor that processes interactive and automatic video signals for the two optical subsystems. The processor receives the automatic video signal and performs a biological assay function upon receipt. Also disclosed are methods and apparatus for marking points on a microscope slide for subsequent analysis and for associating an analysis function with each marked point.

【0095】 米国特許第5,252,487号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞中の腫瘍遺伝子タンパク質産生物
コピーの量を測定するための装置及び方法を教示している。この装置は、細胞試
料中の光学的にエンハンストされたDNAの量を測定するための光学変換モジュ
ールを含む。光学的にエンハンストされた腫瘍遺伝子タンパク質産生物の量を測
定するためのサブシステムを、DNA測定手段に結合させる。DNA量の測定値
と腫瘍遺伝子タンパク質産生物量の測定値とを比較するためのサブシステムによ
り、腫瘍遺伝子タンパク質産生物コピー測定値が得られ、これを出力装置に供給
して、細胞試料の細胞中の腫瘍遺伝子タンパク質産生物の量を表す出力を生じる
US Pat. No. 5,252,487 (Bacus et al.), Which is incorporated herein by reference in its entirety, measures the amount of oncogene protein product copy in a cell. Apparatus and method for the same. The device includes an optical conversion module for measuring the amount of optically enhanced DNA in a cell sample. A subsystem for measuring the amount of the optically enhanced oncogene protein product is coupled to the DNA measurement means. A subsystem for comparing the measurement of the amount of DNA with the measurement of the amount of the oncogene protein product provides a measurement of the copy of the oncogene protein product, which is supplied to an output device to provide a cell sample of the cell sample. An output is generated that is representative of the amount of the oncogene protein product in.

【0096】 米国特許第5,288,477号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、モノクローナル抗体とリガンド分子と
を用いた化学療法の有効性の予測方法を教示している。推定抗癌剤は、HER−
2/neu等の癌細胞の膜上の腫瘍遺伝子レセプター分子に対して結合特異性を
有する。推定薬剤が腫瘍遺伝子レセプターに結合するときには、レセプターは、
膜から、癌細胞の細胞質又は核周囲に移行し、それにともない、レセプターの総
細胞含量が過渡的に増加し、末端細胞の細胞分化を生じる。生体内での薬剤の効
力は、生体組織検査した癌細胞をこの薬剤で処理後、細胞を末端細胞分化につい
て検査することにより生体外で測定できる。このような確証としては、形態の変
化、細胞成長の減少、又は成熟表現型に関連した化学物質の産生などがある。さ
らに、処理細胞を腫瘍遺伝子レセプターに特異的な免疫組織化学物質で検査して
、レセプターの膜から細胞質又は核周囲への移行について測定してもよい。染色
後に光学濃度を測定することによる処理細胞中レセプターレベルの定量化を使用
して、移行についてだけでなく、レセプターの総細胞含量の過渡的増加を測定で
きる。
US Pat. No. 5,288,477 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes the efficacy of chemotherapy using monoclonal antibodies and ligand molecules. Is taught. The putative anticancer agent is HER-
It has binding specificity for oncogene receptor molecules on the membrane of cancer cells such as 2 / neu. When a putative drug binds to an oncogene receptor, the receptor:
From the membrane, it translocates to the cytoplasm or perinuclear of the cancer cells, with a transient increase in the total cellular content of the receptor, resulting in terminal cell differentiation. The efficacy of a drug in vivo can be measured in vitro by treating cancer cells that have undergone biopsy with this drug and then testing the cells for terminal cell differentiation. Such confirmations include morphological changes, decreased cell growth, or the production of chemicals associated with the mature phenotype. In addition, the treated cells may be examined with an immunohistochemical specific for the oncogene receptor to determine the translocation of the receptor from the membrane to the cytoplasm or perinuclear. Quantification of receptor levels in treated cells by measuring optical density after staining can be used to measure not only migration but also a transient increase in the total cellular content of the receptor.

【0097】 米国特許第5,134,662号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞及び他の顕微鏡被験物の自動分類
を実施するのに使用される方法及び装置を教示している。この装置により、細胞
分析用オペレータ−装置インタラクティブ分類システム、異なる細胞、細胞質及
び細胞集団用の代替手法、及びエンハンストイメージ又は色分離及び解析が得ら
れるように操作できるコンパクトな調整可能なアセンブリが提供される。
US Pat. No. 5,134,662 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes an automated classification of cells and other microscopic specimens. Teach methods and apparatus used in the method. The device provides an operator-device interactive classification system for cell analysis, an alternative approach for different cells, cytoplasms and cell populations, and a compact adjustable assembly that can be operated to obtain enhanced image or color separation and analysis. You.

【0098】 米国特許第5,473,706号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、顕微鏡のスライド上に配置させた生物
被験物の自動アッセイ用装置及び方法を教示している。この装置は、スライド上
の生物学的試料を視検するため、及び視検したイメージに相当するインタラクテ
ィブビデオ信号を生成するための、インタラクティブ光学サブシステムを備えて
いる。自動光学サブシステムは、一ラックのスライド(これらの一部分は、イン
タラクティブ光学サブシステムにおけるアッセイついて予め確認してあるもので
ある)を走査するための単一の高出力顕微鏡対物レンズを含む。また、このシス
テムは、2つの光学サブシステムからのインタラクティブ及び自動ビデオ信号を
処理するプロセッサを含む。このプロセッサは、自動ビデオ信号を受け、受信し
たら生物学的アッセイ機能を実行する。
US Pat. No. 5,473,706 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes an automated assay for biological analytes placed on microscope slides. Devices and methods are taught. The apparatus includes an interactive optical subsystem for viewing a biological sample on a slide and for generating an interactive video signal corresponding to the viewed image. The automated optics subsystem includes a single high power microscope objective for scanning a rack of slides, some of which are pre-identified for assays in the interactive optics subsystem. The system also includes a processor that processes interactive and automatic video signals from the two optical subsystems. The processor receives the automatic video signal and performs a biological assay function upon receipt.

【0099】 米国特許第5,526,258号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞試料の細胞対象を分析して実際の
癌又はその疑いのある癌を診断及び治療するための装置及び方法を教示している
。細胞試料のイメージを、まずディジタル化し、細胞対象の面積及びDNA質量
を含む形態的属性を、ディジタル化したイメージから自動測定する。測定した属
性を、癌分析における値を有する特定の細胞対象を選択するために予め確定した
属性値範囲と比較する。細胞対象を選択した後、オペレータに対してイメージを
表示し、選択のしるしを各選択された細胞対象について表示する。次に、オペレ
ータは、測定細胞対象属性値の利点を考慮して自動的に選択された細胞対象を検
討し、細胞対象の自動選択を受け入れるか、又は変更する。好ましい実施態様で
は、各選択された細胞対象を、6種類のうちの一つに割り当てる。選択のしるし
は、関連細胞対象を配置した種類のしるしからなる。また、組織切片試料中の同
定細胞対象断片の測定DNA質量を増加して全細胞対象のDNA質量を表し、そ
こから断片を切断する。
US Pat. No. 5,526,258 (Bacus et al.), Which is incorporated herein by reference in its entirety, discloses a method for analyzing a cellular subject in a cell sample to determine the actual cancer or its cancer. Devices and methods for diagnosing and treating suspected cancer are taught. The image of the cell sample is first digitized, and morphological attributes, including the area and DNA mass of the cell object, are automatically measured from the digitized image. The measured attribute is compared to a pre-determined attribute value range to select a particular cell target that has a value in the cancer analysis. After selecting the cell objects, an image is displayed to the operator, and an indication of the selection is displayed for each selected cell object. Next, the operator reviews the automatically selected cell objects in view of the benefits of the measured cell object attribute values and accepts or changes the automatic selection of cell objects. In a preferred embodiment, each selected cell object is assigned to one of six types. The indication of selection consists of an indication of the type in which the relevant cell object is located. In addition, the measured DNA mass of the fragment to be identified in the tissue section sample is increased to indicate the DNA mass of the whole cell, from which the fragment is cut.

【0100】 米国特許第5,546,323号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、好ましくは多倍数体核DNA含量を用
いて、自動イメージ解析システムにより組織切片の厚みを測定するための装置及
び方法を教示している。測定された厚みは、続いて被験物細胞試料の細胞対象の
解析に使用して実際の癌又は疑いのある癌の診断及び治療、又はミクロトーム設
定における公称厚さの変動を監視している。公知の細胞対象属性を有するラット
肝臓組織切片等の測定物質のイメージを、まずディジタル化し、細胞対象の面積
及びDNA質量を含む形態属性を、ディジタルイメージから自動的に測定する。
測定された属性を、特定の細胞対象を選択するために予め確定しておいた属性値
範囲と比較する。細胞対象を選択後、オペレータは、自動的に選択された細胞対
象を検討し、測定された細胞対象属性値を受け入れるか、変更する。好ましい実
施態様では、各選択された細胞対象を、2倍体、4倍体及び8倍体細胞形態に相
当する3種類のうちの一つに割り当て、ラット肝臓組織切片試料中の同定された
細胞対象断片の測定されたDNA質量を、修正してもよい。次に、測定物質の選
択された細胞対象、例えば、DNA質量を、ヒストグラムでグラフ表示し、ラッ
ト肝臓組織切片の厚さを、分布に基づいて測定できる。
US Pat. No. 5,546,323 (Bacus et al.), Which is incorporated herein by reference in its entirety, discloses an automated imager, preferably using polyploid nuclear DNA content. An apparatus and method for measuring the thickness of a tissue section by an analysis system is taught. The measured thickness is then used in the analysis of cellular objects in a test cell sample to monitor the diagnosis and treatment of actual or suspected cancer, or the variation of the nominal thickness in a microtome setting. First, an image of a measurement substance such as a rat liver tissue section having a known cell target attribute is digitized, and morphological attributes including the cell target area and DNA mass are automatically measured from the digital image.
The measured attribute is compared with an attribute value range determined in advance for selecting a specific cell object. After selecting the cell object, the operator automatically reviews the selected cell object and accepts or changes the measured cell object attribute value. In a preferred embodiment, each selected cell subject is assigned to one of three types corresponding to diploid, tetraploid and octaploid cell morphologies, and the identified cells in a rat liver tissue section sample The measured DNA mass of the fragment of interest may be corrected. Next, the mass of the selected cell target, for example, DNA, of the test substance is graphically displayed in a histogram, and the thickness of the rat liver tissue section can be measured based on the distribution.

【0101】 米国特許第5,018,209号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、DNA、エストロゲン等の一定のパラ
メータについての細胞又は細胞対象のサブ集団を選択及び分析した後、選択され
た細胞を測定するための方法及び装置を教示している。観察者は、リアルタイム
で細胞の視野を見た後、着色DNA又は着色抗原等の目視パラメータを有する細
胞を形態基準に基づいて選択して被測定サブ集団にゲーティングする。選択され
た細胞を、ディジタルイメージ処理することにより検査して、DNAの真の実測
値(単位:ピコグラム)等のパラメータについて測定する。測定されたパラメー
タの量を生成して得る。
US Pat. No. 5,018,209 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes a cell or cell subject for certain parameters such as DNA, estrogen, etc. After selecting and analyzing the subpopulations, a method and apparatus for measuring the selected cells is taught. After observing the field of view of the cells in real time, the observer selects cells having visual parameters such as colored DNA or colored antigen based on the morphological criteria and gates them to the subpopulation to be measured. The selected cells are examined by digital image processing to measure parameters such as the true measured value (unit: picogram) of DNA. Generate and obtain the quantity of the measured parameter.

【0102】 米国特許第4,998,284号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、細胞及び他の顕微鏡被験物を自動分類
するための方法及び装置を教示している。この装置により、細胞分析用オペレー
タ−装置インタラクティブ分類システム、異なる細胞、細胞質及び細胞集団用の
代替手法、及びエンハンストイメージ又は色分離及び解析が得られるように操作
できるコンパクトな調整可能なアセンブリが提供される。
US Pat. No. 4,998,284 (Bacus et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes a method for automatically classifying cells and other microscopic specimens. And apparatus. The device provides an operator-device interactive classification system for cell analysis, an alternative approach for different cells, cytoplasms and cell populations, and a compact adjustable assembly that can be operated to obtain enhanced image or color separation and analysis. You.

【0103】 米国特許第4,741,043号(Bacus等)(引用することにより、本
明細書に全て記載されたものとする)は、人体から採取した種々の細胞、抗原又
は他の物質を動的に試験し且つ評価するためのユーザインタラクティブシステム
を教示している。より詳細には、被験物細胞中のDNAを、パターン認識法を用
いたイメージ解析により解析及び定量化する。ユーザは、分析時に同時に染色又
はさもなければイメージエンハンストされる被験物及び基準物質又は対象が上に
ある独自のスライド又は支持体を準備する。
US Pat. No. 4,741,043 (Bacus et al.), Which is incorporated herein by reference in its entirety, discloses various cells, antigens or other substances obtained from the human body. It teaches a user interactive system for dynamically testing and evaluating. More specifically, DNA in a test cell is analyzed and quantified by image analysis using a pattern recognition method. The user prepares a unique slide or support on which the analyte and reference material or subject are simultaneously stained or otherwise image enhanced during the analysis.

【0104】 以下の結論は、上記検討事項から得ることができる。The following conclusions can be drawn from the above considerations.

【0105】 第一に、新生物のインサイチュ分析は、臨床用途に有用であり、よりよい診断
、予後及び治療法を可能にすると思われる。
First, in situ analysis of neoplasms is likely to be useful in clinical applications, allowing for better diagnosis, prognosis and treatment.

【0106】 第二に、組織染色剤である独自の免疫組織化学マーカー及びDNA倍数性染色
剤(両方とも通常且つ免疫染色剤)は、全てこの目的に有用である。
Second, histostains, unique immunohistochemical markers and DNA ploidy stains (both conventional and immunostained) are all useful for this purpose.

【0107】 第三に、いままで、複数の特異的免疫組織化学染色剤をいくつかの組織学的染
色剤及びDNA倍数性染色剤と組み合わせて細胞を標識後、そこから病理学的デ
ータを抽出することは、試みられたり、示唆されたりしなかった。これは、適当
な空間分解が得られるシステム(イメージングシステム)が広く使用されている
が、適当な空間分解と適当なスペクトル分解とを併せて得られるシステムははる
かに少ないことによるものである。
Third, to date, cells have been labeled by combining multiple specific immunohistochemical stains with several histological stains and DNA ploidy stains, from which pathological data was extracted. It was not attempted or suggested. This is due to the fact that a system (imaging system) that can obtain an appropriate spatial resolution is widely used, but a system that can obtain an appropriate spatial resolution and an appropriate spectral decomposition is far less available.

【0108】 しかしながら、このようなシステムが、開発され、以下でさらに詳細に説明す
るように最近種々の用途に用いられるようになってきた。
However, such systems have been developed and have recently been used in a variety of applications, as described in further detail below.

【0109】 分光計は、受光し、それをその成分波長に分離(分散)し、光の強度がその波
長の関数である光スペクトルを測定するように設計された装置である。イメージ
ング分光計は、シーンからの入射光を集め、その各ピクセル(すなわち、画素)
のスペクトルを測定する分光計である。
A spectrometer is a device designed to receive light, separate it into its component wavelengths (disperse), and measure the light spectrum where the light intensity is a function of that wavelength. An imaging spectrometer collects the incident light from the scene, and each pixel (ie, pixel)
Is a spectrometer that measures the spectrum of

【0110】 分光分析法は、化学成分のスペクトルサインに基づいて物質及びプロセスを特
性付けするのに科学及び工業で数十年間使用されてきた周知の分析手段である。
分光分析法の物理的基礎は、光と物質との相互作用である。伝統的に、分光分析
法は、試料から放出、散乱又は反射したか、試料から透過した光の強度を、高ス
ペクトル分解であるが空間情報がなく波長との関係において測定することである
Spectroscopy is a well-known analytical tool that has been used for decades in science and industry to characterize materials and processes based on the spectral signature of chemical components.
The physical basis of spectroscopy is the interaction of light with matter. Traditionally, spectroscopy measures the intensity of light emitted, scattered or reflected from, or transmitted from, a sample in relation to wavelength with high spectral resolution but no spatial information.

【0111】 一方、スペクトルイメージングは、高分解分光分析と高分解イメージング(す
なわち、空間情報)との組み合わせである。いままで説明した作業のほとんどは
、生物試料から高空間分解情報を得るとともに、例えば、高空間分解イメージン
グを一つ又はいくつかの別個のバンドパスフィルターで実施するときには限定さ
れたスペクトル情報しか提供しないことに関するか[Andersson−En
gels等(1990)Proceedings of SPIE−Bioim
aging and Two−Dimensional Spectrosco
py(SPIE−バイオイメージング及び二次元分光分析法の手順)、1205
、第179−189頁参照]、又は高スペクトル分解(例えば、全スペクトル)
を得るとともに、空間分解が、試料の小数の点に限定されるか、試料全体にわた
って平均化されている[例えば、米国特許第4,930,516号(Alfan
o等)参照]。
On the other hand, spectral imaging is a combination of high-resolution spectroscopic analysis and high-resolution imaging (ie, spatial information). Most of the work described so far obtains high spatial resolution information from biological samples and provides limited spectral information when performing high spatial resolution imaging with one or several separate bandpass filters, for example. [Andersson-En]
gels et al. (1990) Proceedings of SPIE-Bioim
aging and Two-Dimensional Spectrosco
py (SPIE-Procedure for bioimaging and two-dimensional spectroscopy), 1205
179-189], or high spectral resolution (eg full spectrum)
And the spatial resolution is limited to a few points in the sample or averaged over the sample [see, for example, US Pat. No. 4,930,516 (Alfan
o))].

【0112】 概念的に、スペクトルイメージングシステムは、(i)測定システムと、(i
i)分析ソフトウエアとから構成されている。測定システムは、光学素子、エレ
クトロニクス、及び試料を照明する方法(例えば、光源選択)、測定モード(例
えば、蛍光又は透過)、並びに測定から所望の結果を抽出するのに最適な校正を
全て含む。分析ソフトウエアは、意味のある方法で重要な結果を解析及び表示す
るのに必要なソフトウエア及び数学的アルゴリズムの全てを含む。
Conceptually, the spectral imaging system comprises (i) a measurement system and (i)
i) analysis software. The measurement system includes all of the optics, electronics, and method of illuminating the sample (eg, light source selection), measurement mode (eg, fluorescence or transmission), and calibration that is optimal to extract the desired result from the measurement. Analysis software includes all of the software and mathematical algorithms needed to analyze and display important results in a meaningful way.

【0113】 スペクトルイメージングは、地球及び他の惑星の研究において、そこに由来す
る特徴的なスペクトル吸収フィーチャを同定することにより重要な情報を提供す
るリモートセンシングの領域で数十年間使用されてきた。しかしながら、リモー
トセンシングスペクトルイメージングシステム(例えば、Landsat、AV
IRIS)の高コスト、サイズ及び構成により、それらの用途が、飛行機及び衛
星から生じた用途に限られている[Maymon及びNeeck(1988)P
roceedings of SPIE−Recent Advances i
n Sensors,Radiometry and Data Proces
sing for Remote Sensing(SPIEの手順−リモート
センシング用センサー、ラジオメトリー及びデータ処理における最近の進歩)、
924、第10−22頁;Dozier(1988)Proceedings
of SPIE−Recent Advances in Sensors,R
adiometry and Data Processing for Re
mote Sensing(SPIEの手順−リモートセンシング用センサー、
ラジオメトリー及びデータ処理における最近の進歩)、924、第23−30頁
参照]。
Spectral imaging has been used for decades in the study of Earth and other planets in the area of remote sensing, which provides important information by identifying the characteristic spectral absorption features from which it is derived. However, remote sensing spectral imaging systems (eg, Landsat, AV
The high cost, size, and configuration of IRIS) limits their use to those arising from airplanes and satellites [Maymon and Neck (1988) P
rosedings of SPIE-Recent Advances i
n Sensors, Radiometry and Data Processes
sing for Remote Sensing (Procedure for SPIE-Recent Advances in Sensors, Radiometry and Data Processing for Remote Sensing),
924, pp. 10-22; Dozier (1988) Proceedings.
of SPIE-Recent Advances in Sensors, R
adimetry and Data Processing for Re
move Sensing (Procedure of SPIE-remote sensing sensor,
Recent Advances in Radiology and Data Processing), 924, pp. 23-30].

【0114】 スペクトルバイオイメージングシステムに使用できると考えられる3つの基本
的な種類のスペクトル分散法がある:(i)スペクトルグレーティング又はプリ
ズム、(ii)スペクトルフィルター及び(iii)緩衝分光分析法。以下で説
明するように、後者が、本発明の方法を実施するのに最適である。当業者には理
解できるであろうが、グレーティング、プリズム及びフィルター系スペクトルバ
イオイメージングシステムは、ある種の用途にも有用であると思われる。
There are three basic types of spectral dispersion methods that can be used in spectral bioimaging systems: (i) spectral gratings or prisms, (ii) spectral filters, and (iii) buffered spectroscopy. As will be explained below, the latter is optimal for implementing the method of the invention. As will be appreciated by those skilled in the art, grating, prism and filter based spectral bioimaging systems may also be useful for certain applications.

【0115】 スリット型イメージング分光計(例えば、、DILORシステム)としても知
られているグレーティング又はプリズム(すなわち、モノクロメーター)系シス
テム[スペイン国バルセロナで開かれた、SPIE Conference E
uropean Medical Optics Week、BiOS Eur
ope 1995での発表、Valisa等(1995年9月)を参照]では、
CCD(電荷結合素子)アレイ検出器の一つの軸(空間軸)のみで真のイメージ
データを形成し、一方、第二(分光)軸を、グレーティング又はプリズムにより
分散された光の強度を波長との関係でサンプリングするのに使用する。また、こ
のシステムは、第一焦点面にスリットを備えて、一定の時間での視野をピクセル
のラインに限定している。したがって、フルイメージは、文献においてラインス
キャニングとして知られている方法におけるCCDのスペクトル軸に平行な方向
にグレーティング(又はプリズム)又は入射光線を走査した後にのみ得ることが
できる。測定全体が完了する前に二次元像を可視化できないので、測定前に、視
野内から意図する所望の領域を選択及び/又はシステム焦点、露光時間等を最適
化することができない。グレーティング及びプリズム系スペクトルイメージ形成
器が、リモートセンシング用途に使用されている。これは、地球の表面を飛行機
(又は衛星)が飛行すると、自然ラインスキャニング機構を備えたシステムが得
られるからである。
A grating or prism (ie, monochromator) based system, also known as a slit imaging spectrometer (eg, DILOR system) [SPIE Conference E, opened in Barcelona, Spain]
European Medical Optics Week, BIOS Eur
ope 1995, see Valisa et al. (September 1995)]
Only one axis (spatial axis) of a CCD (Charge Coupled Device) array detector forms true image data, while the second (spectral) axis defines the intensity of light dispersed by the grating or prism as wavelength. Used for sampling in relation to The system also includes a slit in the first focal plane to limit the field of view at a given time to a line of pixels. Thus, a full image can only be obtained after scanning the grating (or prism) or incident light in a direction parallel to the spectral axis of the CCD in a manner known in the literature as line scanning. Since the two-dimensional image cannot be visualized before the entire measurement is completed, it is not possible to select an intended desired region from the field of view and / or optimize the system focus, exposure time, etc. before the measurement. Grating and prism-based spectral imagers have been used for remote sensing applications. This is because an airplane (or satellite) flying over the earth's surface results in a system with a natural line scanning mechanism.

【0116】 さらに、スリット型イメージング分光計は、機器の前に位置している光学素子
がそれらの全てから入射光を実際に同時に集めるとしても、一つのフレームのピ
クセルのほとんどが一定時間に測定されないので大きな欠点がある。その結果、
一定のS/N比を有する必要情報を得るのに必要とする測定時間が比較的長くな
るか、S/N比(感度)が、一定の測定時間について実質的に減少する。さらに
、スリット型スペクトルイメージ形成器では、シーン全体についての必要情報を
集めるのにラインスキャニングを必要とする。このため、得られた結果が不正確
なことがある。
Further, slit imaging spectrometers do not measure most of the pixels in one frame at a given time, even if the optics located in front of the instrument actually collect the incident light from all of them at the same time So there is a big drawback. as a result,
The measurement time required to obtain the required information with a constant S / N ratio is relatively long or the S / N ratio (sensitivity) is substantially reduced for a fixed measurement time. In addition, slit-type spectral imagers require line scanning to gather the necessary information for the entire scene. For this reason, the obtained result may be inaccurate.

【0117】 フィルター系スペクトル分散法は、さらにディスクリートフィルターとチュー
ナブルフィルターとに分類できる。これらの種類のイメージング分光計では、ス
ペクトルイメージが、狭バンドフィルターを光路に連続して挿入することによる
か、又はこれらのバンドを音響光学チューナブルフィルター(AOTF)又は液
晶チューナブルフィルター(LCTF)を用いて電子スキャニングすることによ
り、シーンの全てのピクセル用放射線を異なる波長で一度に同時に濾過すること
により形成される(以下の説明を参照)。フィルター系スペクトル分散法を用い
ながら、上記したようなグレーティング又はプリズムを備えたスリット型イメー
ジング分光計と同様にして、放射線のほとんどが、一定時間で排除される。事実
、測定されている瞬間波長外の全ての光子が排除され、CCDには到達しないの
で、特定波長でのイメージ全体を測定することが可能である。
[0117] Filter-based spectral dispersion methods can be further classified into discrete filters and tunable filters. In these types of imaging spectrometers, the spectral image is obtained by continuously inserting narrow band filters in the optical path, or by combining these bands with an acousto-optic tunable filter (AOTF) or a liquid crystal tunable filter (LCTF). By using electronic scanning, it is formed by simultaneously filtering all pixel radiation of the scene at different wavelengths at once (see description below). Most of the radiation is eliminated in a fixed amount of time in a similar manner to a slit imaging spectrometer with a grating or prism as described above, using a filter-based spectral dispersion method. In fact, it is possible to measure the entire image at a particular wavelength since all photons outside the instantaneous wavelength being measured are rejected and do not reach the CCD.

【0118】 AOTF及びLCTF等のチューナブルフィルターは、移動部がなく、実行さ
れる装置のスペクトル範囲内のいずれかの特定の波長にチューニングできる。ス
ペクトルイメージング用分散法としてチューナブルフィルターを使用する一つの
利点は、ランダム波長アクセスが可能(すなわち、フィルターホイールを使用す
ることなく所望のシーケンスにおいて多数の波長でイメージの強度を測定する能
力)なことである。しかしながら、AOTF及びLCTFには、(i)スペクト
ル範囲が限定(典型的には、λmax=2λmin)されるとともに、このスペ
クトル範囲外の全ての他の放射線はブロックされなければならない、(ii)温
度に敏感である、(iii)透過率が悪い、(iv)偏光に敏感である、(v)
AOTFの場合において、波長スキャニング中にイメージがシフトする効果が生
じ、その後に慎重且つ複雑な位置合わせが必要である、といった欠点がある。
Tunable filters such as AOTF and LCTF have no moving parts and can be tuned to any particular wavelength within the spectral range of the device being implemented. One advantage of using tunable filters as a dispersion method for spectral imaging is that random wavelength access is possible (ie, the ability to measure image intensity at multiple wavelengths in the desired sequence without using a filter wheel). It is. However, for AOTF and LCTF, (i) the spectral range is limited (typically λ max = 2λ min ) and all other radiation outside this spectral range must be blocked, (ii) ) Temperature sensitive, (iii) poor transmittance, (iv) polarization sensitive, (v)
In the case of AOTF, the disadvantage is that the image shifts during wavelength scanning, after which careful and complex alignment is required.

【0119】 これらの種類のフィルター及びチューナブルフィルター系システムの全ては、
いずれの用途においてもスペクトルイメージングにおいて長年うまく且つ広範に
は使用されてこなかった。これは、スペクトル分解能が制限されること、感度が
低いこと、容易に使用できないこと、及びデータの解釈及び表示に用いられるソ
フトウエアアルゴリズムが複雑であることによる。
All of these types of filters and tunable filter-based systems
Neither application has been successfully and widely used in spectral imaging for many years. This is due to limited spectral resolution, low sensitivity, inability to use easily, and the complexity of software algorithms used to interpret and display the data.

【0120】 上記の面で利点を有するイメージのスペクトル解析に用いられる方法及び装置
が、米国特許出願第08/392,019号(Cabib等;1995年2月2
1日出願)(現在は、1996年7月23日発行の米国特許第5,539,51
7号)(引用することにより、本明細書に全て記載されたものとする)に開示さ
れている。この目的は、通常のスリット型又はフィルター型イメージング分光計
と比較して、イメージの集光入射光から得られる全ての情報をよりよく利用して
、必要とするフレーム時間を実質的に減少させ、及び/又はS/N比を実質的に
増加する、イメージのスペクトル解析に用いられる方法及び装置を提供すること
であり、ラインスキャニングを含まない。本発明によれば、シーンの光学イメー
ジを解析して、そのシーンからの入射光を集めることによりその各ピクセルのス
ペクトル強度を測定する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される:前
記光を、各ピクセルから放出される光のスペクトル強度の所定の直線状組み合わ
せセットに対応する変調光を出力する干渉計を通過させること;前記干渉計から
出力された光を検出器アレイ上に焦点を合わせること;全てのピクセルについて
干渉計において生じる光路差(OPD)を、独立的且つ同時にスキャニングする
こと;及び検出器アレイの出力を処理(全てのピクセルのインターフェログラム
を別個に処理)して、その各ピクセルのスペクトル強度を求めること。この方法
は、種々の種類の干渉計を利用することにより実施できる。これらの干渉計では
、OPDを変更して、干渉計全体、干渉計内の要素、又は入射放射線の入射角を
移動させることにより、インターフェログラムを作製する。これらの全ての場合
において、スキャナーが干渉計の一スキャンを完了すると、そのシーンの全ての
ピクセルについてのインターフェログラムが完成することとなる。
A method and apparatus used for spectral analysis of images having the above advantages is described in US patent application Ser. No. 08 / 392,019 (Cabib et al .; Feb. 2, 1995).
(Filed 1 day) (currently US Pat. No. 5,539,51, issued Jul. 23, 1996)
No. 7), which is incorporated herein by reference in its entirety. The purpose of this is to make better use of all the information obtained from the focused incident light of the image and to substantially reduce the required frame time, compared to a conventional slit or filter type imaging spectrometer, And / or substantially increasing the signal-to-noise ratio used in spectral analysis of images, and does not include line scanning. According to the present invention, there is provided a method of analyzing an optical image of a scene and measuring the spectral intensity of each pixel by collecting incident light from the scene, comprising the following steps: Passing the light through an interferometer that outputs modulated light corresponding to a predetermined linear combination of the spectral intensities of the light emitted from each pixel; placing the light output from the interferometer on a detector array Focusing; scanning the optical path difference (OPD) occurring in the interferometer for every pixel independently and simultaneously; and processing the output of the detector array (processing the interferogram of every pixel separately). And determine the spectral intensity of each pixel. The method can be implemented by utilizing various types of interferometers. In these interferometers, the interferogram is created by changing the OPD and moving the entire interferometer, elements within the interferometer, or the angle of incidence of the incident radiation. In all these cases, once the scanner has completed one scan of the interferometer, the interferogram for all pixels in the scene will be complete.

【0121】 上記特徴を有する装置は、上記したような干渉計を使用する点で、通常のスリ
ット型及びフィルター型イメージング分光計とは異なる。したがって、集めたエ
ネルギーをアパーチュア又はスリットで制限しないか、入射波長を狭帯干渉又は
チューナブルフィルターで制限することにより、システムの総スループットを実
質的に増加する。したがって、干渉計系装置は、被解析シーンの入射光から得ら
れる全ての情報をよりよく利用することにより、測定時間を実質的に減少させ、
及び/又はS/N比(すなわち、感度)を実質的に増加させる。フィルター法及
びグレーティング法又はプリズム法に対する干渉計分光分析の感度上の利点は、
当該技術分野ではマルチプレックス又はFellgett利点として知られてい
る[Chamberlain(1979)The principles of
interferometric spectroscopy(干渉計分光分
析法の原理)、John Wiley and Sons、第16−18頁及び
263頁参照]。
An apparatus having the above characteristics is different from a conventional slit type and filter type imaging spectrometer in that an interferometer as described above is used. Thus, by not limiting the collected energy with apertures or slits, or limiting the incident wavelength with narrow band interference or tunable filters, the overall throughput of the system is substantially increased. Therefore, the interferometer system substantially reduces the measurement time by better utilizing all the information obtained from the incident light of the analyzed scene,
And / or substantially increase the S / N ratio (ie, sensitivity). The sensitivity advantages of interferometer spectroscopy over filter and grating or prism methods are:
It is known in the art as a multiplex or Fellgett advantage [Chamberlain (1979) The principals of.
interferometric spectroscopy (principle of interferometric spectroscopy), John Wiley and Sons, pages 16-18 and 263].

【0122】 例えば、John B.Wellman(1987)、Imaging Sp
ectrometers for Terrestrial and Plan
etary Remote Sensing(地球及び惑星リモートセンシング
用イメージング分光計)、SPIE Proceedings、第750巻、第
140頁に記載されている「ホイスクブルーム」設計について考えてみる。nを
直線状アレイにおける検出器数とし、mxmをフレームにおけるピクセル数とし
、Tをフレーム時間とする。アレイの全ての検出器について合計した一フレーム
における各ピクセルについてかかった合計時間は、nT/mである。米国特許
第5,539,517号に記載されている本発明による方法と同じサイズのアレ
イ及び同じフレームレートを用いることにより、特定のピクセルに関して全ての
検出器についてかかった合計時間は、同じ、すなわち、nT/mである。しか
しながら、通常のグレーティング法又はプリズム法において、いずれの時間での
全ての検出器により分かるエネルギーは、総エネルギーの1/nのオーダである
。これは、変調関数が発振関数(例えば、シヌソイド(Michelson))
又は同様な周期関数(例えば、Fabry−Perotを有する低微細度Air
y関数(大OPD範囲にわたる平均が50%である))であるので、波長分解能
が、エネルギーが一単位順序である米国特許出願第08/392,019号に記
載されている発明に係る方法における範囲の1/nであることによる。干渉法に
関する教科書[例えば、Chamberlain(1979)The prin
ciples of interferometric spectrosco
py、John Wiley and Sons、第16−18頁及び第263
頁参照]に記載されているFellgettアドバンテージ(又はマルチプレッ
クスアドバンテージ)の標準処理に基づいて、本発明の装置が、ノイズレベルが
信号とは無関係であるノイズ制限の場合(システム又はバックグラウンドノイズ
が制限されている場合)には測定S/N比がn0.5倍向上し、制限が信号光子
ノイズによるものである場合には狭ピークの波長でのスペクトル範囲における、
特定波長での信号の平均信号に対する比の平方根だけ向上することを示すことが
できる。したがって、米国特許第5,539,517号に記載されている発明に
よれば、全ての必要とされるOPDは、スペクトルを再構成するのに必要とされ
る全ての情報を得るためにシーンの全てのピクセルについて同時にスキャニング
し、その結果、イメージング情報を有するスペクトル情報が同時に採取される。
本発明では、数多くの異なる光学的構成、例えば、リモートセンシング用光学器
械、実験分析用顕微鏡、網膜イメージング用眼底カメラ、工業的モニタリング並
びに医療用イメージング、診断、治療等のための光ファイバ及び内視鏡を用いる
ことができる。
For example, John B. Wellman (1987), Imaging Sp.
electrometers for Terrestrial and Plan
Consider the "whiskroom" design described in "Early Remote Sensing" (Imaging Spectrometer for Remote Sensing of Earth and Planets), SPIE Proceedings, Vol. 750, p. Let n be the number of detectors in the linear array, mxm be the number of pixels in the frame, and T be the frame time. The total time taken for each pixel in one frame summed over all the detectors of the array is nT / m 2. By using the same size array and the same frame rate as the method according to the invention described in US Pat. No. 5,539,517, the total time taken for all detectors for a particular pixel is the same, ie , NT / m 2 . However, in conventional grating or prism methods, the energy seen by all detectors at any given time is on the order of 1 / n of the total energy. This means that the modulation function is an oscillation function (eg, Michelson).
Or a similar periodic function (e.g., low fineness Air with Fabry-Perot)
Since the y-function (average over the large OPD range is 50%)), the wavelength resolution is less than that of the method according to the invention described in US patent application Ser. This is due to 1 / n of the range. Textbook on interferometry [eg, Chamberlain (1979) The prince]
chips of interferometric spectrosco
py, John Wiley and Sons, pages 16-18 and 263.
Based on the standard treatment of the Fellgett Advantage (or Multiplex Advantage) described in the paragraph [1], the device according to the invention can be used in the case of a noise limitation in which the noise level is independent of the signal (system or background noise is limited). ), The measured S / N ratio is improved by n 0.5 times, and if the limitation is due to signal photon noise, in the spectral range at the narrow peak wavelength,
It can be shown that the signal at a particular wavelength is improved by the square root of the ratio to the average signal. Thus, according to the invention described in U.S. Pat. No. 5,539,517, all required OPDs are converted to the scene to obtain all the information needed to reconstruct the spectrum. Scanning for all pixels simultaneously results in simultaneous acquisition of spectral information with imaging information.
In the present invention, a number of different optical configurations are available, including optical instruments for remote sensing, microscopes for laboratory analysis, fundus cameras for retinal imaging, optical fibers and endoscopy for industrial monitoring and medical imaging, diagnosis, treatment, etc. A mirror can be used.

【0123】 継続出願(米国特許出願第08/571,047号(Cabib等;1995
年12月12日出願))(引用することにより、本明細書に全て記載されたもの
とする)の目的は、生物学的研究、医療診断及び治療用のスペクトルイメージン
グ法を提供することである。これらの方法は、高空間分解能及び高スペクトル分
解能の光透過、反射、散乱及び蛍光放出法により、空間組織(すなわち、分布)
を検出すること、並びに細胞及び組織の天然成分、構造、オルガネラ並びに標識
プローブ(すなわち、蛍光プローブ)及び薬剤等の投与成分を定量することに使
用できる。米国特許出願第08/571,047号では、6座(各座は異なる染
色体上に位置している)という多数の座に特異的なプローブの間期蛍光インサイ
チュハイブリダイゼイションに米国特許第5,539,517号に記載されてい
るスペクトルイメージング装置を使用することや、さらなる生物学的用途及び医
療用途が示されている。
Continuation applications (US patent application Ser. No. 08 / 571,047 (Cabib et al .; 1995)
The aim of the present application is to provide spectral imaging methods for biological research, medical diagnostics and therapeutics. . These methods rely on high spatial and high spectral resolution light transmission, reflection, scattering and fluorescence emission techniques to achieve spatial organization (ie, distribution).
And quantifying the natural components and structures of cells and tissues, organelles and components to be administered such as labeled probes (ie, fluorescent probes) and drugs. In US patent application Ser. No. 08 / 571,047, U.S. Pat. The use of the spectral imaging device described in U.S. Pat. No. 5,39,517 has been demonstrated, as well as additional biological and medical applications.

【0124】 スペクトルバイオイメージングシステムが、化学成分(イメージ内のそれらの
空間分布及び組織が意図するものである)間に微妙なスペクトルの差が存在する
全ての用途に有用である可能性がある。この測定は、米国特許第5,539,5
17号に記載のシステムに取り付けられた実質的にいずれの光学システム、例え
ば、縦型又は倒立顕微鏡、蛍光顕微鏡、マクロレンズ、内視鏡及び眼底カメラ、
を用いても実施できる。さらに、光透過(明視野及び暗視野)、自己蛍光及び投
与プローブの蛍光を含む、いずれの標準的な実験法を用いてもよい。
[0124] Spectral bioimaging systems can be useful in all applications where there are subtle spectral differences between chemical components (their spatial distribution and tissue in the image is what is intended). This measurement is described in US Pat. No. 5,539,5.
Substantially any optical system attached to the system of No. 17, such as a vertical or inverted microscope, a fluorescent microscope, a macro lens, an endoscope and a fundus camera,
Can also be used. In addition, any standard experimental method may be used, including light transmission (brightfield and darkfield), autofluorescence and dosing probe fluorescence.

【0125】 蛍光測定は、放出スペクトルがシステム感度のスペクトル範囲内にあることを
前提として、いずれかの標準的なフィルターキューブ(バリアフィルター、励起
フィルター及び二色ミラーから構成されている)や、空間用途用のいずれかのカ
スタマイズされたフィルターキューブを用いて実施することができる。また、ス
ペクトルバイオイメージングは、いずれかの標準的な空間濾過法(例えば、暗視
野及びフェーズコントラスト)や、さらには偏光顕微鏡と関連させて使用するこ
ともできる。このような方法を用いたときのスペクトル情報への影響を、測定さ
れたスペクトルイメージを正しく解釈するために理解しておかなければならない
ことは勿論のことである。
The fluorescence measurements are based on the assumption that the emission spectrum is within the spectral range of the system sensitivity, and can be any standard filter cube (consisting of a barrier filter, an excitation filter and a dichroic mirror), or a spatial filter. It can be implemented with any customized filter cube for the application. Spectral bioimaging can also be used in conjunction with any of the standard spatial filtration methods (eg, darkfield and phase contrast), and even with a polarizing microscope. Of course, the effect on spectral information when using such a method must be understood in order to correctly interpret the measured spectral image.

【0126】 米国特許出願第08/824,234号(1997年3月25日出願)(引用
することにより、本明細書に全て記載されたものとする)は、細胞(例えば、癌
細胞)を主観的ではなく、客観的に分類するように構成された、新生物の自動及
び/又は半自動スペクトル分解による体型測定分類(例えば、検出、格付け)方
法を教示している。ここに開示されている方法によれば、(a)スペクトルイメ
ージングに附するべき少なくとも一つの細胞の少なくとも一部分を含む試料を準
備する;(b)イメージング分光計に光学的に接続した光学装置を介して試料を
視検して、試料の各ピクセルのスペクトルを得る;(c)上記ピクセルの各々を
、ピクセルのスペクトルに応じて分類グループに分類する;(d)ピクセルの分
類グループを解析することにより、試料の細胞を、細胞の種類ごとに分類する。
この方法は、例えば、対比染色胸カルチノーマに適用できる。
US patent application Ser. No. 08 / 824,234, filed Mar. 25, 1997, which is incorporated herein by reference in its entirety, describes a cell (eg, a cancer cell). It teaches a method for morphometric classification (eg, detection, grading) with automatic and / or semi-automatic spectral decomposition of neoplasms, configured to classify objectively rather than subjectively. According to the method disclosed herein, (a) providing a sample containing at least a portion of at least one cell to be subjected to spectral imaging; (b) via an optical device optically connected to an imaging spectrometer. Inspecting the sample to obtain a spectrum for each pixel of the sample; (c) classifying each of the pixels into a classification group according to the spectrum of the pixel; (d) analyzing the classification group of pixels. The cells of the sample are classified by cell type.
This method can be applied, for example, to counterstained breast carcinoma.

【0127】 スペクトルイメージング、インサイチュ対比染色及びインサイチュ免疫染色の
組み合わせは、ここではじめて示唆され且つ試みられたものである。このような
組み合わせにより、従来技術のイメージング法ではできなかった複数の免疫組織
化学染色剤、組織染色剤及びDNA倍数性染色剤の同時検出が可能となる。した
がって、このような組み合わせは、種々の組織染色剤、DNA倍数性染色剤及び
特異的免疫組織化学染色剤から同時に抽出されたデータを組み合わせることによ
り、細胞病理学の分野の大変革をもたらすと思われる。
The combination of spectral imaging, in situ counterstaining and in situ immunostaining is the first suggested and attempted here. Such a combination allows simultaneous detection of a plurality of immunohistochemical stains, tissue stains, and DNA ploidy stains, which were not possible with the prior art imaging methods. Therefore, such a combination would revolutionize the field of cytopathology by combining data extracted simultaneously from various histostains, DNA ploidy stains and specific immunohistochemical stains. It is.

【0128】 このようなことから、高空間分解能及び高スペクトル分解能を有するスペクト
ルイメージング法を用いて、複数の免疫組織化学染色剤、組織染色剤及びDNA
倍数性染色剤を同時インサイチュ分析する方法の必要性が広く認識されており、
且つこのような方法を有することは非常に有利であろう。
Therefore, a plurality of immunohistochemical stains, tissue stains, and DNAs were obtained by using a spectral imaging method having high spatial resolution and high spectral resolution.
The need for a method for simultaneous in situ analysis of ploidy stains is widely recognized,
And it would be very advantageous to have such a method.

【0129】 発明の開示 本発明によれば、生物試料のインサイチュ分析方法であって、(a)生物試料
を、第一染色剤が第一免疫組織化学染色剤と、第一組織染色剤と、第一DNA倍
数性染色剤とからなる群から選択されたものであり、第二染色剤が第二免疫組織
化学染色剤と、第二組織染色剤と、第二DNA倍数性染色剤とからなる群から選
択されたものであるN種の染色剤で染色する工程であって、但しNは3を超える
整数であり、さらに、(i)前記第一染色剤が前記第一免疫組織化学染色剤であ
る場合には、前記第二染色剤は、前記第二組織染色剤又は前記第二DNA倍数性
染色剤であり、(ii)前記第一染色剤が前記第一組織染色剤である場合には、
前記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二DNA倍数性染色
剤であり、一方、(iii)前記第一染色剤が前記第一DNA倍数性染色剤であ
る場合には、前記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二組織
染色剤である、工程と、(b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料
からスペクトルデータを採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置
と前記N種の染色剤を、前記N種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採
取できるように選択する工程と、 を含む方法が提供される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a method for in situ analysis of a biological sample, wherein (a) the biological sample is prepared by a method in which the first stain is a first immunohistochemical stain, a first tissue stain, The second DNA stain is selected from the group consisting of a first DNA ploidy stain, and the second stain comprises a second immunohistochemical stain, a second tissue stain, and a second DNA ploidy stain. A step of staining with N kinds of staining agents selected from the group, wherein N is an integer greater than 3, and (i) the first staining agent is the first immunohistochemical staining agent Wherein the second stain is the second tissue stain or the second DNA ploidy stain, and (ii) wherein the first stain is the first tissue stain. Is
The second stain is the second immunohistochemical stain or the second DNA ploidy stain, while (iii) the first stain is the first DNA ploidy stain Is a step in which the second stain is the second immunohistochemical stain or the second tissue stain, and (b) collecting spectral data from the biological sample using a spectral data collection device Selecting the spectral data acquisition device and the N stains such that spectral components associated with each of the N stains can be acquired.

【0130】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、生物
試料のインサイチュ分析方法であって、(a)生物試料を、第一染色剤が第一免
疫組織化学染色剤と、第一組織染色剤と、第一DNA倍数性染色剤とからなる群
から選択されたものであり、第二染色剤が第二免疫組織化学染色剤と、第二組織
染色剤と、第二DNA倍数性染色剤とからなる群から選択されたものである、複
数の染色剤で染色する工程であって、但し、(i)前記第一染色剤が前記第一免
疫組織化学染色剤である場合には、前記第二染色剤は、前記第二組織染色剤又は
前記第二DNA倍数性染色剤であり、(ii)前記第一染色剤が前記第一組織染
色剤である場合には、前記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記
第二DNA倍数性染色剤であり、一方、(iii)前記第一染色剤が前記第一D
NA倍数性染色剤である場合には、前記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染
色剤又は前記第二組織染色剤である、工程と、(b)スペクトルデータ採取装置
を用いて前記生物試料からスペクトルデータを採取する工程であって、前記スペ
クトルデータ採取装置と前記複数種の染色剤を、前記複数種の染色剤の各々に関
連したスペクトル成分を採取できるように選択する工程と、を含む方法が提供さ
れる。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, a method for in situ analysis of a biological sample, the method comprising: (a) combining a biological sample with a first immunohistochemical stain. A first tissue stain and a first DNA ploidy stain, wherein the second stain is a second immunohistochemical stain, a second tissue stain, A step of staining with a plurality of stains selected from the group consisting of DNA ploidy stains, provided that (i) the first stain is the first immunohistochemical stain In this case, the second stain is the second tissue stain or the second DNA ploidy stain, and (ii) when the first stain is the first tissue stain, The second stain is the second immunohistochemical stain or the second DN. A ploidy stain, while (iii) the first stain is the first D
In the case of an NA ploidy stain, the second stain is the second immunohistochemical stain or the second tissue stain, and (b) using a spectral data collection device. A step of collecting spectral data from a biological sample, wherein the spectral data collecting device and the plurality of types of stains are selected such that spectral components associated with each of the plurality of types of stains can be collected, Are provided.

【0131】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、生物
試料のインサイチュ分析方法であって、(a)生物試料を、少なくとも4種の異
なる免疫組織化学染色剤で染色する工程と、(b)スペクトルデータ採取装置を
用いて前記生物試料からスペクトルデータを採取する工程であって、前記スペク
トルデータ採取装置と前記少なくとも4種の免疫組織化学染色剤を、前記少なく
とも4種の免疫組織化学染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取できるよ
うに選択する工程と、を含む方法が提供される。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, a method for in situ analysis of a biological sample, wherein (a) the biological sample is stained with at least four different immunohistochemical stains. And (b) collecting spectral data from the biological sample using a spectral data collecting device, wherein the spectral data collecting device and the at least four types of immunohistochemical stains are combined with the at least four types of immunohistochemical stains. Selecting such that spectral components associated with each of the immunohistochemical stains can be collected.

【0132】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、生物
試料のインサイチュ分析方法であって、(a)生物試料を、少なくとも一種の染
色剤が免疫組織化学染色剤であり、少なくとも一種のさらなる染色剤が組織染色
剤又はDNA倍数性染色剤である、少なくとも3種の染色剤で染色する工程と、
(b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを
採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記少なくとも3種の
染色剤を、前記少なくとも3種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取
できるように選択する工程と、を含む方法が提供される。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, a method for in situ analysis of a biological sample, wherein (a) the biological sample is at least one staining agent is an immunohistochemical staining agent. Staining with at least three stains, wherein the at least one additional stain is a tissue stain or a DNA ploidy stain;
(B) collecting spectral data from the biological sample using a spectral data collecting device, wherein the spectral data collecting device and the at least three dyes are associated with each of the at least three dyes; Selecting the collected spectral components so that they can be collected.

【0133】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、生物
試料のインサイチュ分析方法であって、(a)生物試料を、第一染色剤が免疫組
織化学染色剤であり、第二染色剤が組織染色剤であり、第三染色剤がDNA倍数
性染色剤である、少なくとも3種の染色剤で染色する工程と、(b)スペクトル
データ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを採取する工程であ
って、前記スペクトルデータ採取装置と前記少なくとも3種の染色剤を、前記少
なくとも3種の染色剤の各々に特異的に関連したスペクトル成分を採取できるよ
うに選択する工程と、を含む方法が提供される。
According to still further features in preferred embodiments of the present invention described below, a method for in situ analysis of a biological sample, the method comprising: (a) transferring the biological sample, wherein the first stain is an immunohistochemical stain; A step of staining with at least three types of stains, wherein the second stain is a tissue stain and the third stain is a DNA ploidy stain, and (b) using the spectral data collection device to Collecting spectral data, selecting the spectral data collection device and the at least three dyes such that spectral components specifically associated with each of the at least three dyes can be collected. And a method comprising:

【0134】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、少な
くとも4種の異なる免疫組織化学染色剤を含み、各免疫組織化学染色剤がそれぞ
れの細胞学的マーカーを染色するためのものであり、且つ各免疫組織化学染色剤
がスペクトルデータ採取装置を用いて全ての他の免疫組織化学染色剤の存在下で
個々に検出されることができるものである、免疫組織化学組成物が提供される。
According to still further features in the described preferred embodiments the invention comprises at least four different immunohistochemical stains, each immunohistochemical stain staining a respective cytological marker. An immunohistochemical composition wherein each immunohistochemical stain is capable of being individually detected in the presence of all other immunohistochemical stains using a spectral data collection device. Is provided.

【0135】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
第一免疫組織化学染色剤及び前記第二免疫組織化学染色剤が、各々独立的に一次
抗体及びシグナル増幅機構を含む。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, the first immunohistochemical stain and the second immunohistochemical stain each independently activate a primary antibody and a signal amplification mechanism. Including.

【0136】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
シグナル増幅機構が、前記一次抗体の定常部を結合できる二次抗体と、前記一次
抗体に接合されているビオチンを結合できるアビジン又はストレプトアビジンと
、前記一次抗体に接合したアビジン又はストレプトアビジンを結合できるビオチ
ンとからなる群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the signal amplification mechanism comprises a second antibody capable of binding a constant region of the first antibody, and a biotin conjugated to the first antibody. It is selected from the group consisting of avidin or streptavidin capable of binding and biotin capable of binding avidin or streptavidin conjugated to the primary antibody.

【0137】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
二次抗体、アビジン、ストレプトアビジン及びビオチンが、各々独立的に検出可
能成分で標識されたものである。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, the secondary antibody, avidin, streptavidin and biotin are each independently labeled with a detectable moiety.

【0138】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
検出可能成分が、蛍光染料である。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the detectable component is a fluorescent dye.

【0139】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
蛍光染料が、フルオレセイン、ローダミン、テキサスレッド、Cy2、Cy3、
Cy5、Cy0、Cy0.5、Cy1、Cy1.5、Cy3.5、Cy7、VE
CTORレッド、ELF(商標)(酵素標識フルオレセンス)、FluorX、
カルセイン、カルセイン−AM、CRYPTOFLUOR(商標)(オレンジ(
42kDa)、タンジェリン(35kDa)、ゴールド(31kDa)、レッド
(42kDa)、クリムソン(40kDa))、BHMP、BHDMAP、Br
−オレゴン、ルシフェルイエロー、アレクサ染料類、N−[6−(7−ニトロベ
ンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾール−4−イル)アミノ]カプロイル](N
BD)、BODIPY(商標)、ボロンジピロメテンジフルオリド、オレゴング
リーン、MITOTRACKER(商標)レッド、DiOC(3)、DiIC 18 、フィコエリトリン、フィコビリタンパク質BPE(240kDa)RPE
(240kDa)CPC(264kDa)APC(104kDa)、スペクトル
ブルー、スペクトルアクア、スペクトルグリーン、スペクトルゴールド、スペク
トルオレンジ、スペクトルレッド、NADH、NADPH、FAD、赤外(IR
)染料、環状GDPリボース(cGDPR)、カルコフルオルホワイト、チロシ
ン及びトリプトファンからなる群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below,
The fluorescent dye is fluorescein, rhodamine, Texas Red, Cy2, Cy3,
Cy5, Cy0, Cy0.5, Cy1, Cy1.5, Cy3.5, Cy7, VE
CTOR Red, ELF ™ (enzyme-labeled fluorescein), FluorX,
Calcein, Calcein-AM, CRYPTOFLUOR ™ (orange (
42kDa), Tangerine (35kDa), Gold (31kDa), Red
(42 kDa), Crimson (40 kDa)), BHMP, BHDMAP, Br
-Oregon, Lucifer Yellow, Alexa dyes, N- [6- (7-nitrobe
2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino] caproyl] (N
BD), BODIPY ™, boron dipyrromethene difluoride, oregong
Lean, MITOTRACKER ™ Red, DiOC7(3), DiIC 18 , Phycoerythrin, phycobiliprotein BPE (240 kDa) RPE
(240 kDa) CPC (264 kDa) APC (104 kDa), spectrum
Blue, Spectrum Aqua, Spectrum Green, Spectrum Gold, Spec
Tolu orange, spectral red, NADH, NADPH, FAD, infrared (IR
) Dyes, cyclic GDP ribose (cGDPR), chalcofluor white, fir
And tryptophan.

【0140】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
検出可能成分が、非蛍光染料である。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the detectable component is a non-fluorescent dye.

【0141】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
非蛍光染料が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラディッシュペルオキ
シダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質と、β−ガラクトシダーゼ基質と
からなる群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the non-fluorescent dye comprises the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a glucose oxidase substrate, and a β-galactosidase substrate. Is selected from

【0142】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
検出可能成分が、実質的に不溶性の呈色反応生成物を有する基質の比色反応を触
媒する酵素である。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the detectable component is an enzyme that catalyzes a colorimetric reaction of a substrate having a substantially insoluble color reaction product.

【0143】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディッシュペルオキシダーゼと
、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼとからなる群から選択され
たものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase. is there.

【0144】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
基質が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラディッシュペルオキシダー
ゼ基質と、β−ガラクトシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質とからな
る群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the substrate is selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a β-galactosidase substrate, and a glucose oxidase substrate. It was done.

【0145】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
検出可能成分が、発光できるか、発光生成物を有する第二基質の第二反応を導く
ことができる、実質的に不溶性の反応生成物を有する基質の発光反応を触媒する
酵素である。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, the detectable component is capable of emitting light or substantially directing a second reaction of a second substrate with a luminescent product. Is an enzyme that catalyzes a luminescence reaction of a substrate having a reaction product insoluble in water.

【0146】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
酵素が、ルシフェラーゼとエクオリンとからなる群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the enzyme is selected from the group consisting of luciferase and aequorin.

【0147】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
第一基質及び前記第二基質が、各々独立的にルシフェリンと、ATPと、Ca と、コエレンテラジンとからなる群から選択されたものである。
[0147] According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the first substrate and the second substrate, and each independently luciferin, and ATP, and Ca + +, consisting of coelenterazine It was selected from a group.

【0148】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
第一組織染色剤及び前記第二組織染色剤が、各々独立的に4’,6−ジアミジノ
−2−フェニルインドール、エオシン、フルオレセインイソチオシアネート、ヘ
キスト33258、ヘキスト33342、プロピジウムヨーダイド、キナクリン
、フルオレセインファロイジン、レゾルフィン、ヘマトキシリン、オレンジG、
ライトグリーンSF、ロマノフスキー−ギームザ、メイ−グリュンワルド、ブル
ー対比染色剤、エチルグリーン、フォイルゲンナフトールイエローS、ギームザ
、メチレンブルー、メチルグリーン、ピロニン、ナフトールイエロー、ニュート
ラルレッド、パパニコラウ染色剤、レッド対比染色剤C及びシリウスレッドから
なる群から選択されたものである。
According to still further features in preferred embodiments of the invention described below, the first tissue stain and the second tissue stain are each independently 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole. , Eosin, fluorescein isothiocyanate, Hoechst 33258, Hoechst 33342, propidium iodide, quinacrine, fluorescein phalloidin, resorufin, hematoxylin, orange G,
Light Green SF, Romanovsky-Giemsa, May-Grunwald, Blue counterstain, ethyl green, foilgen naphthol yellow S, Giemsa, methylene blue, methyl green, pyronin, naphthol yellow, neutral red, Papanicolaou stain, red counterstain C and Sirius Red.

【0149】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
第一DNA倍数性染色剤及び前記第二DNA倍数性染色剤が、各々独立的にクロ
モマイシンA3、DAPI、アクリフラビン−フォイルゲン反応、オーラミンO
−フォイルゲン反応、エチジウムブロミド、プロピジウムヨーダイド、高アフィ
ニティDNA蛍光体、DNA結合タンパク質に融合したグリーン蛍光タンパク質
、ACMA、キナクリンオレンジ及びアクリジンオレンジ、フォイルゲン試薬、
ガロシアニンクロムミョウバン、ガロシアニンクロムミョウバン及びナフトール
イエローS、メチルグリーンピロニンY並びにチオニン−フォイルゲン試薬から
なる群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the first DNA ploidy stain and the second DNA ploidy stain are each independently chromomycin A3, DAPI, Flavin-Feulgen reaction, auramine O
-Feulgen reaction, ethidium bromide, propidium iodide, high-affinity DNA phosphor, green fluorescent protein fused to DNA binding protein, ACMA, quinacrine orange and acridine orange, Feulgen reagent,
Gallocyanine chrome alum, gallocyanine chrome alum and naphthol yellow S, methyl green pyronin Y and a thionine-Foilgen reagent.

【0150】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば前記ス
ペクトルデータ採取装置が、干渉計系スペクトルデータ採取装置と、フィルター
系スペクトルデータ採取装置と、分散要素系スペクトルデータ採取装置とからな
る群から選択されたものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the spectral data acquisition device is an interferometer-based spectral data acquisition device, a filter-based spectrum data acquisition device, and a dispersive element-based spectrum data acquisition device. Selected from the group consisting of

【0151】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
第一免疫組織化学染色剤及び前記第二免疫組織化学染色剤が、各々独立的に一次
抗体を含む。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the first immunohistochemical stain and the second immunohistochemical stain each independently comprise a primary antibody.

【0152】 以下に記載の本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、前記
一次抗体が、抗エストロゲンレセプター抗体、抗プロゲステロンレセプター抗体
、抗p53抗体、抗Her−2/neu抗体、抗EGFR抗体、抗カテプシンD
抗体、抗Bcl−2抗体、抗Eカドヘリン抗体、抗CA125抗体、抗CA15
−3抗体、抗CA19−9抗体、抗c−erbB−2抗体、抗P−糖タンパク質
抗体、抗CEA抗体、抗網膜芽細胞腫タンパク質抗体、抗ras腫瘍タンパク質
抗体、抗ルイスX抗体、抗Ki−67抗体、抗PCNA抗体、抗CD3抗体、抗
CD4抗体、抗CD5抗体、抗CD7抗体、抗CD8抗体、抗CD9/p24抗
体、抗CD10抗体、抗CD11c抗体、抗CD13抗体、抗CD14抗体、抗
CD15抗体、抗CD19抗体、抗CD20抗体、抗CD22抗体、抗CD23
抗体、抗CD30抗体、抗CD31抗体、抗CD33抗体、抗CD34抗体、抗
CD35抗体、抗CD38抗体、抗CD41抗体、抗LCA/CD45抗体、抗
CD45RO抗体、抗CD45RA抗体、抗CD39抗体、抗CD100抗体、
抗CD95/Fas抗体、抗CD99抗体、抗CD106抗体、抗ユビキチン抗
体、抗CD71抗体、抗c−myc抗体、抗サイトケラチン抗体、抗ビメンチン
抗体、抗HPVタンパク質抗体、抗カッパL鎖抗体、抗ラムダL鎖抗体、抗メラ
ノソーム抗体、抗前立腺特異的抗原抗体、抗S−100抗体、抗タウ抗原抗体、
抗フィブリン抗体、抗ケラチン抗体及び抗Tn抗原抗体からなる群から選択され
たものである。
According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the primary antibody is an anti-estrogen receptor antibody, an anti-progesterone receptor antibody, an anti-p53 antibody, an anti-Her-2 / neu antibody, an anti-EGFR antibody , Anti-cathepsin D
Antibody, anti-Bcl-2 antibody, anti-E-cadherin antibody, anti-CA125 antibody, anti-CA15
-3 antibody, anti-CA19-9 antibody, anti-c-erbB-2 antibody, anti-P-glycoprotein antibody, anti-CEA antibody, anti-retinoblastoma protein antibody, anti-ras tumor protein antibody, anti-Lewis X antibody, anti-Ki -67 antibody, anti-PCNA antibody, anti-CD3 antibody, anti-CD4 antibody, anti-CD5 antibody, anti-CD7 antibody, anti-CD8 antibody, anti-CD9 / p24 antibody, anti-CD10 antibody, anti-CD11c antibody, anti-CD13 antibody, anti-CD14 antibody, Anti-CD15 antibody, anti-CD19 antibody, anti-CD20 antibody, anti-CD22 antibody, anti-CD23
Antibody, anti-CD30 antibody, anti-CD31 antibody, anti-CD33 antibody, anti-CD34 antibody, anti-CD35 antibody, anti-CD38 antibody, anti-CD41 antibody, anti-LCA / CD45 antibody, anti-CD45RO antibody, anti-CD45RA antibody, anti-CD39 antibody, anti-CD100 antibody,
Anti-CD95 / Fas antibody, anti-CD99 antibody, anti-CD106 antibody, anti-ubiquitin antibody, anti-CD71 antibody, anti-c-myc antibody, anti-cytokeratin antibody, anti-vimentin antibody, anti-HPV protein antibody, anti-kappa light chain antibody, anti-lambda L chain antibody, anti-melanosome antibody, anti-prostate specific antigen antibody, anti-S-100 antibody, anti-tau antigen antibody,
It is selected from the group consisting of an anti-fibrin antibody, an anti-keratin antibody and an anti-Tn antigen antibody.

【0153】 本発明によれば、高空間・スペクトル分解のスペクトルイメージング法を用い
て、複数の免疫組織化学染色剤、組織染色剤及びDNA倍数性染色剤の同時イン
サイチュ分析方法を提供することにより現在公知の構成の欠点を克服できる。
According to the present invention, the present invention provides a method for simultaneous in situ analysis of a plurality of immunohistochemical stains, tissue stains, and DNA ploidy stains using a spectral imaging method of high spatial and spectral resolution. The disadvantages of the known arrangement can be overcome.

【0154】 図面の簡単な説明 本発明は以下、添付の図面を参考して例示のためだけに説明される。図中: 図1は米国特許出願第08/392,019号(従来技術)に準じて構成した
イメージング分光計の主要構成要素を示すブロック図である。 図2は米国特許出願第08/392,019号(従来技術)に準じてイメージ
ング分光計に使用される非移動型干渉計、すなわち、Sagnac干渉計を示す
。 図3A〜Cはテキサスレッド及びローダミンに結合させた2種の異なるプロー
ブを用いて実施した中間相FISHを示し、図3Aは、顕微鏡を通して見えるオ
リジナルイメージであり、図3Bは、図3Aと同じ試料について、SPECTR
ACUBE(商標)装置による測定及び処理後のイメージを示し、図3Cは、テ
キサスレッド蛍光体及びローダミン蛍光体の蛍光スペクトルである。 図4A〜Cは各々異なる蛍光体で標識した6種の異なるプローブについてSP
ECTRACUBE(商標)装置を用いて実施した中間相FISHであり、図4
Aは、顕微鏡を通して見えるオリジナルイメージであり、この場合は、細胞をD
APIで対比染色したものであり、図4Bは、図4Aと同じ試料について、SP
ECTRACUBE(商標)装置による測定及び処理後のイメージを示し、図4
Cは、分類に用いられた6種の蛍光体の蛍光スペクトルである。 図5A〜CはSPECTRACUBE(商標)装置を用いて得られた、24種
の染色体ペイントと正常雄染色体スプレッドとのハイブリダイゼイションの結果
を示したものであり、図5Aは、RGBアルゴリズムを用いて得られたRGBイ
メージであり、図5B及び図5Cは、分類アルゴリズムを用いて得られた分類イ
メージであり、また、図5A及び図5Bは、オリジナルのスプレッドを示し、図
5Cは、核型として配置した染色体スプレッドを示す。 図6は選択されたスペクトル範囲を強調するための擬似RGB(赤、緑及び青
)色の定義を示す。各擬似色の強度は、曲線下の面積に曲線の一つを乗じた後こ
れを積分することにより算出する。 図7は6種の単一染色剤で染色した乳癌試料から、SPECTRACUBE(
商標)装置を用いて測定した、2種の組織染色剤(ヘマトキシリン及びエオシン
)及び4種の免疫組織化学染色剤(DAB、ファストレッド、AEC及びBCI
P/NBT)の非正規化スペクトルを示す。ピーク波長は、右に示してある。 図8A〜Eは組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗ER−DA
Bで共染色した、予めER(+)/PR(+)であると分かっている乳癌試料の
イメージを示す図であり、図8Aは、試料のRGBイメージを表し、図8B〜8
Dは、それぞれヘマトキシリンスペクトル成分、DABスペクトル成分及びAE
Cスペクトル成分の二値化イメージを表し、一方、図8Eは、上記スペクトル成
分をそれぞれ赤色、緑色及び青色で強調した分類オーバーレイイメージを表し、
これらは、全てSPECTRACUBE(商標)装置を用いて測定したものであ
る。 図9A〜Eは組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗PR−AE
Cで共染色した、予めER(+)/PR(+)であると分かっている乳癌試料の
イメージを示す図であり、図9Aは、試料のRGBイメージを表し、図9B〜9
Dは、それぞれヘマトキシリンスペクトル成分、DABスペクトル成分及びAE
Cスペクトル成分の二値化イメージを表し、一方、図9Eは、上記スペクトル成
分をそれぞれ赤色、緑色及び青色で強調した分類オーバーレイイメージを表し、
これらは、全てSPECTRACUBE(商標)装置を用いて測定したものであ
る。 図10A〜Eは組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗PRファ
ストレッドで共染色した、予めER(+)/PR(+)であると分かっている乳
癌試料のイメージを示す図であり、図10Aは、試料のRGBイメージを表し、
図10B〜10Dは、それぞれヘマトキシリンスペクトル成分、DABスペクト
ル成分及びファストレッドスペクトル成分の二値化イメージを表し、一方、図1
0Eは、上記スペクトル成分をそれぞれ赤色、緑色及び青色で強調した分類オー
バーレイイメージを表し、これらは、全てSPECTRACUBE(商標)装置
を用いて測定したものである。 図11A〜Eは組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗ER−D
AB及び抗PR−ファストレッドで共染色した、予めER(+)/PR(+)で
あると分かっている乳癌試料のイメージを示す図であり、図11Aは、試料のR
GBイメージを表し、図11B〜11Dは、それぞれヘマトキシリンスペクトル
成分、DABスペクトル成分及びファストレッドスペクトル成分の二値化イメー
ジを表し、一方、図11Eは、上記スペクトル成分をそれぞれ赤色、緑色及び青
色で強調した分類オーバーレイイメージを表し、抗ER−DAB及び抗PR−フ
ァストレッドで共染色した領域は黄色で示されている。上記イメージは、全てS
PECTRACUBE(商標)装置を用いて測定したものである。 図12A〜Fは組織染色剤ヘマトキシリン及びエオシン並びに免疫組織化学染
色剤抗ER−DAB及び抗PR−ファストレッドで共染色した、予めER(+)
/PR(+)であると分かっている乳癌試料のイメージを示す図であり、図12
Aは、試料のRGBイメージを表し、図12B〜12Eは、それぞれヘマトキシ
リンスペクトル成分、エオシンスペクトル成分、DABスペクトル成分及びファ
ストレッドスペクトル成分の二値化イメージを表し、一方、図12Fは、上記ス
ペクトル成分をそれぞれ青色、紫色、緑色及び赤色で強調した分類オーバーレイ
イメージを表す。上記イメージは、全てSPECTRACUBE(商標)装置を
用いて測定したものである。 図13は5種の単一染色剤で染色した子宮頸癌試料から、SPECTRACU
BE(商標)装置を用いて測定した、5種の組織染色剤(ハリスヘマトキシリン
、エオシン、オレンジG、ライトグリーンSF及びビスマルクブラウンY)の非
正規化スペクトルである。ピーク波長は、右に示してある。 図14A〜Gは組織染色剤であって、いっしょになってパパニコラウ染色剤と
して当該技術分野で知られているものを形成するハリスヘマトキシリン、エオシ
ン、オレンジG、ライトグリーンSF及びビスマルクブラウンYで共染色した子
宮頸癌試料のイメージを示し、図14Aは、試料のRGBイメージを表し、図1
4B〜14Fは、それぞれハリスヘマトキシリンスペクトル成分、エオシンスペ
クトル成分、オレンジGスペクトル成分、ライトグリーンSFスペクトル成分及
びビスマルクブラウンYスペクトル成分の二値化イメージを表し、一方、図14
Eは、分類オーバーレイイメージを表し、これは、上記スペクトル成分をそれぞ
れ青色、桃色、橙色、緑色及び灰色で強調し、それらの組み合わせにより極彩色
の分類オーバーレイイメージを形成したものである。上記イメージは、全てSP
ECTRACUBE(商標)装置を用いて測定した。 発明を実施するための最良の形態 本発明は、細胞の病理検査に使用できる、複数の免疫組織化学染色剤、組織染
色剤及び/又はDNA倍数性染色剤の同時インサイチュ分析方法に関する。すな
わち、本発明を使用して、検査した生物試料に関する累積情報を病理学者に提供
し、意思決定の役に立てることができる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: In the figures: FIG. 1 is a block diagram showing the main components of an imaging spectrometer constructed according to US patent application Ser. No. 08 / 392,019 (prior art). FIG. 2 shows a non-moving interferometer, or Sagnac interferometer, used in an imaging spectrometer according to US patent application Ser. No. 08 / 392,019 (prior art). 3A-C show mesophase FISH performed using two different probes conjugated to Texas Red and Rhodamine, FIG. 3A is an original image viewed through a microscope, and FIG. 3B is the same sample as FIG. 3A. About SPECTR
FIG. 3C shows an image after measurement and processing by the ACUBE ™ apparatus, and FIG. 3C is a fluorescence spectrum of the Texas Red phosphor and the Rhodamine phosphor. Figures 4A-C show SP for six different probes each labeled with a different fluorophore.
FIG. 4 is a mesophase FISH performed using an ECTRACUBE ™ apparatus,
A is the original image seen through the microscope, in which case the cells are D
FIG. 4B shows the results of counterstaining with the API.
FIG. 4 shows an image after measurement and processing by the ECTRACUBE (trademark) apparatus, and FIG.
C is the fluorescence spectrum of the six phosphors used for classification. FIGS. 5A to 5C show the results of hybridization between 24 kinds of chromosome paints and normal male chromosome spreads obtained using the SPECTRACUBE ™ apparatus, and FIG. 5A shows the results obtained by using the RGB algorithm. 5B and 5C are classification images obtained using the classification algorithm, FIGS. 5A and 5B show the original spread, and FIG. 5C is the karyotype. Shows the chromosome spread arranged as. FIG. 6 illustrates the definition of pseudo-RGB (red, green and blue) colors to enhance selected spectral ranges. The intensity of each pseudo color is calculated by multiplying the area under the curve by one of the curves and then integrating this. FIG. 7 shows SPECTRACUBE (breast cancer samples) stained with six single stains.
2) Histostains (hematoxylin and eosin) and 4 immunohistochemical stains (DAB, Fast Red, AEC and BCI) as measured using
2 shows an unnormalized spectrum of (P / NBT). Peak wavelengths are shown on the right. 8A-E show tissue stain hematoxylin and immunohistochemical stain anti-ER-DA.
8B is a diagram showing an image of a breast cancer sample previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with B, FIG. 8A shows an RGB image of the sample, and FIGS.
D is the hematoxylin spectral component, DAB spectral component and AE
FIG. 8E represents a binarized image of the C spectral components, while FIG. 8E represents a classified overlay image with the spectral components highlighted in red, green and blue,
These were all measured using a SPECTRACUBE ™ instrument. FIGS. 9A-E show the tissue stain hematoxylin and the immunohistochemical stain anti-PR-AE.
9C is a diagram showing an image of a breast cancer sample previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with C, FIG. 9A shows an RGB image of the sample, and FIGS.
D is the hematoxylin spectral component, DAB spectral component and AE
FIG. 9E represents a binarized image of the C spectral components, while FIG. 9E represents a classified overlay image with the spectral components highlighted in red, green and blue,
These were all measured using a SPECTRACUBE ™ instrument. FIGS. 10A-E are images showing breast cancer samples previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with the tissue stain hematoxylin and the immunohistochemical stain anti-PR Fast Red, FIG. 10A shows an RGB image of the sample,
10B to 10D show binarized images of a hematoxylin spectral component, a DAB spectral component, and a fast red spectral component, respectively, while FIG.
0E represents a classified overlay image in which the above spectral components are emphasized in red, green and blue, respectively, all of which were measured using a SPECTRACUBE ™ instrument. FIGS. 11A-E show the tissue stain hematoxylin and the immunohistochemical stain anti-ER-D.
FIG. 11B is an image of a breast cancer sample previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with AB and anti-PR-Fast Red, and FIG.
11B-11D show the binarized images of the hematoxylin, DAB, and fast red spectral components, respectively, while FIG. 11E shows the spectral components highlighted in red, green, and blue, respectively. The classified overlay image is shown, and the area co-stained with anti-ER-DAB and anti-PR-fast red is shown in yellow. The above images are all S
This was measured using a SPECTRACUBE (trademark) apparatus. FIGS. 12A-F show ER (+) previously co-stained with the histostains hematoxylin and eosin and the immunohistochemical stains anti-ER-DAB and anti-PR-fast red.
FIG. 12 shows an image of a breast cancer sample known to be / PR (+).
A represents an RGB image of a sample, and FIGS. 12B to 12E represent binarized images of a hematoxylin spectral component, an eosin spectral component, a DAB spectral component, and a fast red spectral component, respectively, while FIG. Represents a classified overlay image with blue, purple, green and red, respectively. The above images were all measured using a SPECTRACUBE ™ instrument. Figure 13 shows SPECTRACU from cervical cancer samples stained with five single stains.
FIG. 3 is an unnormalized spectrum of five tissue stains (Harris Hematoxylin, Eosin, Orange G, Light Green SF and Bismarck Brown Y) measured using a BE ™ instrument. Peak wavelengths are shown on the right. FIGS. 14A-G are co-stained with Harris Hematoxylin, Eosin, Orange G, Light Green SF and Bismarck Brown Y, which are tissue stains, together forming what is known in the art as Papanicolaou stain. FIG. 14A shows an image of a cervical cancer sample obtained, FIG. 14A shows an RGB image of the sample, and FIG.
4B to 14F represent binarized images of the Harris hematoxylin spectral component, the eosin spectral component, the orange G spectral component, the light green SF spectral component, and the Bismarck Brown Y spectral component, respectively.
E represents a classification overlay image, in which the above spectral components are emphasized in blue, pink, orange, green and gray, respectively, and a combination of them is used to form a super-color classification overlay image. All the above images are SP
It was measured using an ECTRACUBE ™ instrument. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method for simultaneous in situ analysis of a plurality of immunohistochemical stains, tissue stains and / or DNA ploidy stains that can be used for pathological examination of cells. That is, the present invention can be used to provide pathologists with cumulative information about a biological sample that has been examined, to aid in decision making.

【0155】 本発明による方法の原理及び操作は、図面及びそれに付随する説明を参照する
ことにより、よりよく理解できる。
The principles and operation of a method according to the present invention may be better understood with reference to the drawings and accompanying descriptions.

【0156】 本発明の少なくとも一つの実施態様を詳細に説明する前に、本発明は、その適
用において、以下の説明又は図面に示されている構成の詳細及び構成要素の配列
には限定されないことを理解しておかなければならない。本発明は、他の実施態
様が可能であり、また、種々の方法で実施できる。また、ここで使用する語法及
び専門用語は、説明の目的で用いるものであり、本発明を限定するものではない
Before describing at least one embodiment of the present invention in detail, the present invention is not limited in its application to the details of construction and the arrangement of components set forth in the following description or drawings. You have to understand. The invention is capable of other embodiments and of being practiced and carried out in various ways. Further, the terms and technical terms used herein are used for the purpose of explanation, and do not limit the present invention.

【0157】 最近の研究によれば、数種の吸収染色剤の光学混合物は、一定の場合において
分析できることが分かった。個々の染色剤の吸収帯が重ならない場合には、分析
は単純且つ容易である。各成分が順次測定に好適な吸収を示し、その他の成分が
無視できる程度の吸収を示すような波長を選択する。すなわち、各選択された波
長で一回の減衰測定をおこなうことで、混合物中の各々の染色剤を測定できる。
この方法は、Bacus等[同書]が病理検体に使用することに成功した。この
方法には、(i)細胞又は組織の生化学的組成が分かる;(ii)狭帯フィルタ
ーを使用することにより、イメージングを簡単におこなうことができる、といっ
た利点がある。残念ながら、現在の細胞化学及び組織化学では、このようなスペ
クトルの重ならない染料の数は、極めて限られている。
Recent studies have shown that optical mixtures of several absorption dyes can be analyzed in certain cases. If the absorption bands of the individual stains do not overlap, the analysis is simple and easy. The wavelength is selected such that each component sequentially exhibits a suitable absorption for the measurement and the other components exhibit negligible absorption. That is, each dye in the mixture can be measured by performing one attenuation measurement at each selected wavelength.
This method has been successfully used by Bacus et al. This method has the advantage that (i) the biochemical composition of the cell or tissue is known; (ii) the use of a narrow band filter allows easy imaging. Unfortunately, with current cytochemistry and histochemistry, the number of such non-overlapping dyes in the spectrum is very limited.

【0158】 したがって、本発明の一態様によれば、生物試料のインサイチュ分析方法が提
供される。この方法は、以下の工程を実施することによりおこなうことができる
。第一工程では、生物試料を、第一染色剤が第一免疫組織化学染色剤、第一組織
染色剤又は第一DNA倍数性染色剤であり、第二染色剤が第二免疫組織化学染色
剤、第二組織染色剤又は第二DNA倍数性染色剤である、N種(すなわち、複数
)の染色剤で染色する。
Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for in situ analysis of a biological sample. This method can be performed by performing the following steps. In the first step, the biological sample is prepared by using the first stain as the first immunohistochemical stain, the first histostain or the first DNA ploidy stain, and the second stain as the second immunohistochemical stain. , A second tissue stain or a second DNA ploidy stain, with N (ie, multiple) stains.

【0159】 但し、Nは、3より大きな整数(例えば、4、5、6、7、8、9、10又は
それ以上の数、例えば、11〜50(11及び50を含む)の整数)であり、さ
らに、(i)前記第一染色剤が前記第一免疫組織化学染色剤である場合には、前
記第二染色剤は、前記第二組織染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり;
(ii)前記第一染色剤が前記第一組織染色剤である場合には、前記第二染色剤
は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり;一方
、(iii)前記第一染色剤が前記第一DNA倍数性染色剤である場合には、前
記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二組織染色剤である。
Here, N is an integer larger than 3 (for example, a number of 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more, for example, an integer of 11 to 50 (including 11 and 50)). And (i) when the first stain is the first immunohistochemical stain, the second stain is the second tissue stain or the second DNA ploidy stain. Yes;
(Ii) when the first stain is the first tissue stain, the second stain is the second immunohistochemical stain or the second DNA ploidy stain; (Iii) When the first stain is the first DNA ploidy stain, the second stain is the second immunohistochemical stain or the second tissue stain.

【0160】 本発明の方法の第二工程では、スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試
料からスペクトルデータを採取する。この際、前記スペクトルデータ採取装置と
前記N種の染色剤を、前記N種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取
できるように選択する。
In the second step of the method of the present invention, spectral data is collected from the biological sample using a spectral data collecting device. At this time, the spectral data collection device and the N types of stains are selected so that spectral components related to each of the N types of stains can be collected.

【0161】 本発明の別の態様によれば、生物試料のインサイチュ分析の別の方法が提供さ
れる。この方法は、以下の工程を実施することによりおこなう。すなわち、第一
工程では、生物試料を、少なくとも4種の異なる免疫組織化学染色剤で染色する
。本方法の第二工程では、スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料から
スペクトルデータを採取する。この際、前記スペクトルデータ採取装置と前記少
なくとも4種の免疫組織化学染色剤を、前記少なくとも4種の免疫組織化学染色
剤の各々に関連したスペクトル成分を採取できるように選択する。
According to another aspect of the present invention, another method for in situ analysis of a biological sample is provided. This method is performed by performing the following steps. That is, in the first step, the biological sample is stained with at least four different immunohistochemical stains. In the second step of the method, spectral data is collected from the biological sample using a spectral data collecting device. At this time, the spectral data collecting device and the at least four types of immunohistochemical stains are selected so as to collect spectral components associated with each of the at least four types of immunohistochemical stains.

【0162】 本発明のさらに別の態様によれば、生物試料のインサイチュ分析のさらに別の
方法が提供される。この方法は、以下の工程を実施することによりおこなう。す
なわち、第一工程では、生物試料を、少なくとも一種の染色剤が免疫組織化学染
色剤であり、少なくとも一種のさらなる染色剤が組織染色剤又はDNA倍数性染
色剤である、少なくとも3種の染色剤で染色する。本方法の第二工程では、スペ
クトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを採取する。
この際、前記スペクトルデータ採取装置と前記少なくとも3種の染色剤を、前記
少なくとも3種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取できるように選
択する。
According to yet another aspect of the present invention, there is provided yet another method of in situ analysis of a biological sample. This method is performed by performing the following steps. That is, in the first step, the biological sample is subjected to at least three types of stains, wherein at least one stain is an immunohistochemical stain and at least one further stain is a tissue stain or a DNA ploidy stain. Stain with In the second step of the method, spectral data is collected from the biological sample using a spectral data collecting device.
At this time, the spectral data collection device and the at least three dyes are selected so that spectral components associated with each of the at least three dyes can be collected.

【0163】 本発明のさらに別の態様によれば、生物試料のインサイチュ分析のさらに別の
方法が提供される。この方法は、以下の工程を実施することによりおこなう。す
なわち、第一工程では、生物試料を、第一染色剤が免疫組織化学染色剤であり、
第二染色剤が組織染色剤であり、第三染色剤がDNA倍数性染色剤である、少な
くとも3種の染色剤で染色する。本方法の第二工程では、スペクトルデータ採取
装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを採取する。この際、前記スペ
クトルデータ採取装置と前記少なくとも3種の染色剤を、前記少なくとも3種の
染色剤の各々に特異的に関連したスペクトル成分を採取できるように選択する。
According to yet another aspect of the present invention, there is provided yet another method of in situ analysis of a biological sample. This method is performed by performing the following steps. That is, in the first step, the biological sample, the first stain is an immunohistochemical stain,
Stain with at least three stains, the second stain being a tissue stain and the third stain being a DNA ploidy stain. In the second step of the method, spectral data is collected from the biological sample using a spectral data collecting device. At this time, the spectral data collecting device and the at least three types of stains are selected so that spectral components specifically associated with each of the at least three types of stains can be collected.

【0164】 本発明のさらなる態様によれば、少なくとも4種の異なる免疫組織化学染色剤
を混合物中に含み、各免疫組織化学染色剤が生物試料中のそれぞれの細胞学的マ
ーカーを染色するためのものであり、且つ各免疫組織化学染色剤がスペクトルデ
ータ採取装置を用いて全ての他の免疫組織化学染色剤の存在下で個々に検出され
ることができるものである、免疫組織化学組成物が提供される。
According to a further aspect of the present invention, at least four different immunohistochemical stains are included in the mixture, each immunohistochemical stain for staining a respective cytological marker in a biological sample. Wherein each immunohistochemical stain is capable of being individually detected in the presence of all other immunohistochemical stains using a spectral data collection device. Provided.

【0165】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「インサイチュ」又は「
インサイチュ分析」は、細胞又は組織内の自然の場所又は位置に位置及び好まし
くは固定されている細胞又は組織成分の分析を意味する。
As used herein and in the claims, the term “in situ” or “
"In situ analysis" refers to the analysis of a cell or tissue component that is located and preferably fixed at a natural location or location within a cell or tissue.

【0166】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「生物試料」は、動物(
哺乳類、特に人間)から取り出した試料を意味する。この試料は、健康な組織、
疾病組織、又は疾病組織である疑いのある組織でよい。試料は、例えば、外科的
処置中に採取したバイオプシーでよい。試料は、細針による吸引、削りとり、又
は腔を洗浄してそこから細胞や組織を採取することにより採取できる。試料は、
固形腫瘍及び造血腫瘍の両方の腫瘍だけでなく、隣接する健康組織であってもよ
い。試料は、個々の細胞のスミア又は組織片でよい。
As used herein and in the claims, the term “biological sample” refers to an animal (
(Mammalian, especially human). This sample contains healthy tissue,
It may be diseased tissue or tissue suspected of being diseased tissue. The sample can be, for example, a biopsy taken during a surgical procedure. The sample can be collected by aspiration with a fine needle, scraping, or washing the cavity and collecting cells and tissues therefrom. The sample is
It may be both solid tumors and hematopoietic tumors, as well as adjacent healthy tissues. The sample may be a smear or piece of tissue of an individual cell.

【0167】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「染色」は、生物試料に
浸透及び/又は生物試料と相互作用した異物により着色が生じるプロセスを意味
する。
As used herein and in the claims, the term “staining” refers to a process in which coloring occurs due to foreign material that has penetrated and / or interacted with the biological sample.

【0168】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「染色剤」は、蛍光、発
光及び/又は非蛍光着色剤を意味し、さらには着色をおこなうのに使用される試
薬又は物質を意味する。
As used herein and in the claims, the term “stain” refers to fluorescent, luminescent and / or non-fluorescent colorants, and also refers to the reagents or substances used to effect coloration. means.

【0169】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「免疫組織化学染色剤」
は、細胞学的マーカーを結合する一次抗体を使用して被検査生物試料を直接的か
、間接的(「サンドイッチ」試薬及び/又は酵素反応)に染色する着色剤、反応
及び関連試薬を意味する。免疫組織化学染色剤は、多くの場合、科学文献におい
て、免疫染色剤、免疫細胞染色剤、免疫組織病理学的染色剤等と称する。
The term “immunohistochemical stain” as used herein and in the claims
Refers to colorants, reactions and related reagents that stain the biological sample under test directly or indirectly ("sandwich" reagents and / or enzymatic reactions) using primary antibodies that bind cytological markers. . Immunohistochemical stains are often referred to in the scientific literature as immunostains, immune cell stains, immunohistopathological stains, and the like.

【0170】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「抗体」は、モノクロー
ナル若しくはポリクローナル免疫グロブリン、又はsFv(単鎖抗原結合タンパ
ク質)、Fab1又はFab2等の免疫グロブリンの断片を意味する。
As used herein and in the claims, the term “antibody” refers to a monoclonal or polyclonal immunoglobulin or a fragment of an immunoglobulin such as sFv (single-chain antigen binding protein), Fab1 or Fab2.

【0171】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「組織染色」は、タンパ
ク質の種類(酸性、塩基性)、DNA、RNA、脂質、細胞質成分、核成分、膜
成分等の細胞成分と関連して細胞及び組織を染色するのに使用される着色剤、反
応及び/又は関連試薬を意味する。組織染色剤は、多くの場合、対比染色剤、細
胞学的染色剤、組織病理学的染色剤等と称する。
As used herein and in the claims, the term “tissue staining” refers to the type of protein (acidic or basic), DNA, RNA, lipid, cytoplasmic component, nuclear component, membrane component, etc. Refers to the colorants, reactions and / or related reagents used to stain cells and tissues in connection with. Histological stains are often referred to as counterstains, cytological stains, histopathological stains, and the like.

【0172】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「DNA倍数性染色剤」
は、DNA又はヒストンを含むがこれらには限定されない染色体成分を化学量論
的に結合する染色剤を意味する。抗ヒストン抗体等の抗体が関与するとき、この
ような染色剤は、DNA免疫倍数性染色剤等としても知られている。
The term “DNA ploidy stain” as used herein and in the claims
Refers to a stain that stoichiometrically binds chromosomal components, including but not limited to DNA or histones. When an antibody such as an anti-histone antibody is involved, such stains are also known as DNA immunoploidy stains and the like.

【0173】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「スペクトルデータ採集
装置」は、被検査試料の各空間要素(画素)において複数(典型的に4種以上)
の別個のスペクトルバンドと関連した光強度を検出できる装置を意味する。例え
ば、顕微鏡に光学的に接続されたSPECTRACUBE(商標)システムは、
好ましくは本発明に係るスペクトルデータ採取装置としての役割を果たす。しか
しながら、いずれのスペクトル画像形成装置、すなわち、フィルター(例えば、
通常の音響光学的チューニング可能フィルター(AOTF)又は液晶チューニン
グ可能フィルター(LCTF))及び分散型要素(例えば、格子又はプリズム)
系スペクトル画像形成装置、又は他のスペクトルデータ又はマルチバンド集光装
置をはじめとする視野内に配置された対象物の全ての点で放出される光のスペク
トルを測定し且つ後の検索及び分析用に記憶装置に記憶する機器(例えば、Sp
eicher R.M.、Ballard S.G.及びWard C.D.(
1996)Karyotyping human chromosomes b
y combinatorial multifluor FISH、Natu
re Genetics、12:368−375における開示に準じた装置)を
使用して、必要とするスペクトルデータを得ることができる。また、米国特許出
願第08/917,213(1997年8月25日出願)(引用することにより
本明細書に全て記載されているものとする)に記載されているような複数の広帯
域フィルター(固定又はチューニング可能)を含む装置も、本発明に係るスペク
トルデータ採取装置として使用できる。したがって、本発明の範囲は、いずれか
の特定の種類のスペクトルデータ採取装置の使用やいずれかの特定の種類のスペ
クトル画像形成装置によって限定されるものではない。
The term “spectral data collection device” used in the present specification and claims means that a plurality (typically four or more) of each spatial element (pixel) of a test sample is used.
Means a device capable of detecting the light intensity associated with a separate spectral band of For example, a SPECTRACUBE ™ system optically connected to a microscope
Preferably, it plays a role as a spectrum data collecting device according to the present invention. However, any spectral imaging device, ie, a filter (eg,
Conventional acousto-optic tunable filter (AOTF) or liquid crystal tunable filter (LCTF) and dispersive elements (eg gratings or prisms)
For measuring and subsequently retrieving and analyzing the spectrum of light emitted at all points of an object placed in a field of view, including a system spectral imager, or other spectral data or multiband concentrator. Device to be stored in the storage device (for example, Sp
eicher R .; M. Ballard S .; G. FIG. And Ward C.A. D. (
1996) Karyotyping human chromasomes b
y combinatorial multifluor FISH, Natu
re Genetics, 12: 368-375) can be used to obtain the required spectral data. Also, a plurality of broadband filters as described in U.S. patent application Ser. No. 08 / 917,213, filed Aug. 25, 1997, which is incorporated herein by reference in its entirety. Devices that include fixed or tunable devices can also be used as spectral data acquisition devices according to the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not limited by the use of any particular type of spectral data acquisition device or by any particular type of spectral imaging device.

【0174】 すなわち、スペクトルデータ採取装置は、干渉計系スペクトルデータ採取装置
、フィルター(単一又は複数)系スペクトルデータ採取装置及び分散要素系スペ
クトルデータ採取装置であることができる。
That is, the spectrum data acquisition device can be an interferometer-based spectrum data acquisition device, a filter (single or plural) -based spectrum data acquisition device, and a dispersive element-based spectrum data acquisition device.

【0175】 本明細書及び請求の範囲において使用されている用語「スペクトル成分」は、
特異的物質に固有であり且つ、したがって、その物質のスペクトルサインとして
使用してその物質を他の物質から識別するのに使用できる、スペクトルの一部分
を意味する。
The term “spectral component,” as used herein and in the claims,
Means a portion of the spectrum that is unique to a specific substance and can therefore be used as the substance's spectral signature to distinguish the substance from other substances.

【0176】 本発明の一実施態様によれば、前記免疫組織化学染色剤は、各々独立的に一次
抗体及びシグナル増幅機構を含む。前記シグナル増幅機構は、例えば、一次抗体
の定常部を結合できる二次抗体、前記一次抗体に接合されているビオチンを結合
できるアビジン又はストレプトアビジン、及び前記一次抗体に接合したアビジン
又はストレプトアビジンを結合できるビオチンを用いることができる。
According to one embodiment of the present invention, each of the immunohistochemical staining agents independently includes a primary antibody and a signal amplification mechanism. The signal amplification mechanism is, for example, a secondary antibody capable of binding the constant region of the primary antibody, avidin or streptavidin capable of binding biotin conjugated to the primary antibody, and avidin or streptavidin conjugated to the primary antibody Any available biotin can be used.

【0177】 本発明の好ましい実施態様によれば、前記二次抗体、アビジン、ストレプトア
ビジン又はビオチンは、各々独立的に、実質的に非溶性の呈色反応生成物、蛍光
染料(染色剤)、発光染料又は非蛍光染料を有する基質の比色反応を誘導する酵
素であることができる、検出可能成分で標識したものである。これらの選択例は
、以下に記載されている。
According to a preferred embodiment of the present invention, said secondary antibody, avidin, streptavidin or biotin is each independently a substantially insoluble color reaction product, a fluorescent dye (stain), Labeled with a detectable moiety, which can be an enzyme that induces a colorimetric reaction of a substrate with a luminescent or non-fluorescent dye. Examples of these choices are described below.

【0178】 酵素は、例えば、アルカリ性ホスファターゼ、ホースラディッシュペルオキシ
ダーゼ、β−ガラクトシダーゼ及び/又はグルコースオキシダーゼを用いること
ができ、基質は、それぞれアルカリ性ホスファターゼ基質、ホースラディッシュ
ペルオキシダーゼ基質、β−ガラクトシダーゼ基質又はグルコースオキシダーゼ
基質であることができる。
As the enzyme, for example, alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase and / or glucose oxidase can be used, and the substrates are alkaline phosphatase substrate, horseradish peroxidase substrate, β-galactosidase substrate or glucose oxidase substrate, respectively. Can be

【0179】 また、酵素は、発光できるか、発光生成物を有する第二基質(ルシフェリン及
びATP又はコエレンテラジン及びCa++を含むがこれらには限定されない)
の第二反応を導くことができる、実質的に不溶性の反応生成物を有する基質(ル
シフェラーゼ及びエクオリンを含むがこれらには限定されない)の発光反応を触
媒する酵素であることができる。
In addition, the enzyme can emit light or have a second substrate having a luminescent product (including but not limited to luciferin and ATP or coelenterazine and Ca ++ )
Can be an enzyme that catalyzes the luminescent reaction of a substrate having a substantially insoluble reaction product (including but not limited to luciferase and aequorin), which can lead to the second reaction of

【0180】 本発明の方法を実施しながら用いることができる任意の組織及びDNA倍数性
染色剤が、以下に例示されている。
Any tissue and DNA ploidy stains that can be used while practicing the methods of the invention are exemplified below.

【0181】 本発明の最も好ましい実施態様によれば、用いられる免疫組織化学染色剤の各
々は、一次抗体を含む。
According to a most preferred embodiment of the invention, each of the immunohistochemical stains used comprises a primary antibody.

【0182】 本発明のさらに別の実施態様によれば、外部校正を用いて、染色を試みるとき
に見られる日間ばらつきを明らかにする。すなわち、各染色バッチについて少な
くとも一回の校正を試みるのが好ましい。このためには、生物試料と校正物質と
が同じ染色溶液で同時に染色される、校正物質を用いる。まず、スペクトルデー
タ採取装置を使用して、スペクトルデータ採取装置の調整、又はアルゴリズム的
測定後校正のための校正データの抽出ができるように、染色校正物質を分析する
。それからでしか、生物試料は、校正に基づいた修正を考慮して、より意味のあ
る分析ができない。当業者には、染色を試みるときに見られる日間ばらつきを補
償する校正アルゴリズムをどのようにして考案するかが分かるであろう。
According to yet another embodiment of the present invention, an external calibration is used to account for the inter-day variability seen when attempting staining. That is, it is preferable to try at least one calibration for each staining batch. For this purpose, a calibration material is used in which the biological sample and the calibration material are simultaneously stained with the same staining solution. First, using a spectrum data collection device, a stain calibration substance is analyzed so that adjustment of the spectrum data collection device or extraction of calibration data for calibration after algorithmic measurement can be performed. Only then can biological samples be analyzed more meaningfully, taking into account corrections based on calibration. Those skilled in the art will know how to devise a calibration algorithm that compensates for the inter-day variability seen when attempting staining.

【0183】 校正物質は、光学濃度参照物質であることができる。また、校正物質は、検査
生物試料といっしょに同時に共染色される対照細胞を含むことができる。
The calibration substance can be an optical density reference substance. The calibrators can also include control cells that are co-stained together with the test biological sample.

【0184】 以下に、本発明の方法を実施するのに使用できる種々の染料又は染色剤を一覧
にして示す。さらに、本発明の方法を用いて染色剤で共検出できる検出可能スペ
クトルサインを有する天然細胞成分も一覧で示す。
The following is a list of various dyes or dyes that can be used to practice the method of the present invention. In addition, natural cell components with detectable spectral signatures that can be co-detected with stains using the methods of the invention are also listed.

【0185】 ある種の染色方法が他のある種の染色方法を妨害することがあることは、当業
者には明らかであろう。したがって、用いられる染色剤の種類及びそれらの適用
順序を、十分に考慮しなければならない。これらの考慮事項は、染色法を知って
いる当業者により適用できる。
It will be apparent to those skilled in the art that certain staining methods may interfere with certain other staining methods. Therefore, the types of dyes used and their order of application must be carefully considered. These considerations can be applied by those skilled in the art knowing how to stain.

【0186】 透過型顕微鏡用免疫組織化学染色剤:原則として、(i)一次抗体と接合又は
間接的に結合(例えば、接合アビジン、ストレプトアビジン、ビオチン、二次抗
体を介して)でき、(ii)可溶性基質を使用して不溶性生成物(沈殿物)を得
る、酵素を使用できる。このような酵素には、例えば、HRP、AP、LacZ
及びグルコースオキシダーゼなどがある。
Immunohistochemical stains for transmission microscopy : In principle, (i) can be conjugated or indirectly conjugated (eg, via conjugated avidin, streptavidin, biotin, secondary antibody) to the primary antibody, and (ii) 2.) Enzymes can be used that use soluble substrates to obtain insoluble products (precipitates). Such enzymes include, for example, HRP, AP, LacZ
And glucose oxidase.

【0187】 アルカリ性ホスファターゼ(AP)基質には、AP−ブルー基質(青色析出物
、Zymed社カタログ第61頁)、AP−オレンジ基質(橙色析出物、Zym
ed社)、AP−レッド基質(赤色析出物、Zymed社)、5−ブロモ,4−
クロロ,3−インドリルホスフェート(BCIP基質、青緑色析出物)、5−ブ
ロモ,4−クロロ,3−インドリルホスフェート/ニトロブルーテトラゾリウム
/ヨードニトロテトラゾリウム(BCIP/INT基質、黄褐色析出物、Bio
meda社)、5−ブロモ,4−クロロ,3−インドリルホスフェート/ニトロ
ブルーテトラゾリウム(BCIP/NBT基質、青色/紫色)、5−ブロモ,4
−クロロ,3−インドリルホスフェート/ニトロブルーテトラゾリウム/ヨード
ニトロテトラゾリウム(BCIP/NBT/INT、褐色析出物、DAKO社)
、ファストレッド(レッド)、マゼンタ−ホス(マゼンタ)、ナフトールAS−
BIホスフェート(NABP)/ファストレッドTR(レッド)、ナフトールA
S−BIホスフェート(NABP)/ニューフクシン(レッド)、ナフトールA
S−MXホスフェート(NAMP)/ニューフクシン(レッド)、ニューフクシ
ンAP基質(赤色)、p−ニトロフェニルホスフェート(PNPP、黄色、水溶
性)、VECTOR(商標)ブラック(黒色)、VECTOR(商標)ブルー(
青色)、VECTOR(商標)レッド(赤色)、ベガレッド(ラズベリー赤色)
などがあるが、これらには限定されない。
Alkaline phosphatase (AP) substrates include AP-blue substrate (blue precipitate, catalog page 61 of Zymed), AP-orange substrate (orange precipitate, Zym)
ed), AP-red substrate (red precipitate, Zymed), 5-bromo, 4-
Chloro, 3-indolyl phosphate (BCIP substrate, blue-green precipitate), 5-bromo, 4-chloro, 3-indolyl phosphate / nitrobluetetrazolium / iodonitrotetrazolium (BCIP / INT substrate, tan precipitate, Bio
Meda), 5-bromo, 4-chloro, 3-indolylphosphate / nitrobluetetrazolium (BCIP / NBT substrate, blue / purple), 5-bromo, 4
-Chloro, 3-indolyl phosphate / nitroblue tetrazolium / iodonitrotetrazolium (BCIP / NBT / INT, brown precipitate, DAKO)
, Fast Red (Red), Magenta-Phos (Magenta), Naphthol AS-
BI phosphate (NABP) / fast red TR (red), naphthol A
S-BI phosphate (NABP) / new fuchsin (red), naphthol A
S-MX phosphate (NAMP) / new fuchsin (red), new fuchsin AP substrate (red), p-nitrophenyl phosphate (PNPP, yellow, water-soluble), VECTOR ™ black (black), VECTOR ™ blue (
Blue), VECTOR ™ red (red), Vega red (raspberry red)
And the like, but are not limited to these.

【0188】 ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP;「PO」と略されることがあ
る)基質には、2,2’−アジノ−ジ−3−エチルベンズ−チアゾリンスルホネ
ート(ABTS、緑色、水溶性)、アミノエチルカルバゾール、3−アミノ,9
−エチルカルバゾールAEC(3A9EC、赤色)、α−ナフトールピロニン(
赤色)、4−クロロ−1−ナフトール(4C1N、青色、青色−黒色)、3,3
’−ジアミノベンジジンテトラヒドロクロリド(DAB、褐色)、o−ジアニシ
ジン(緑色)、o−フェニレンジアミン(OPD、褐色、水溶性)、TACSブ
ルー(青色)、TACSレッド(赤色)、3,3’,5,5’−テトラメチルベ
ンジジン(TMB、緑色又は緑色/青色)、TRUE BLUE(商標)(青色
)、VECTOR(商標)VIP(紫色)、VECTOR(商標)SG(スモー
キーブルーグレー)及びザイメッドブルーHRP基質(鮮やかな青色)を含むが
、これらには限定されない。
Horseradish peroxidase (HRP; sometimes abbreviated as “PO”) substrates include 2,2′-azino-di-3-ethylbenz-thiazoline sulfonate (ABTS, green, water-soluble), aminoethyl Carbazole, 3-amino, 9
-Ethylcarbazole AEC (3A9EC, red), α-naphtholpyronine (
Red), 4-chloro-1-naphthol (4C1N, blue, blue-black), 3,3
'-Diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB, brown), o-dianisidine (green), o-phenylenediamine (OPD, brown, water-soluble), TACS blue (blue), TACS red (red), 3,3', 5 , 5'-Tetramethylbenzidine (TMB, green or green / blue), TRUE BLUE (TM) (blue), VECTOR (TM) VIP (purple), VECTOR (TM) SG (Smoky Blue Gray) and Zymed Blue HRP Substrates (brilliant blue), but are not limited to these.

【0189】 グルコースオキシダーゼ(GO)基質には、ニトロブルーテトラゾリウム(N
BT、紫色析出物)、テトラニトロブルーテトラゾリウム(TNBT、黒色析出
物)、2−(4−ヨードフェニル)−5−(4−ニトロフェニル)−3−フェニ
ルテトラゾリウムクロリド(INT、赤色又は橙色析出物)、テトラゾリウムブ
ルー(青色)、ニトロテトラゾリウムバイオレット(バイオレット)及び3−(
4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウム
ブロミド(MTT、パープル)などがあるが、これらには限定されない。全ての
テトラゾリウム基質は、共基質としてグルコースを必要とする。グルコースは酸
化され、テトラゾリウム塩は還元されて、不溶性ホルマザンを形成して着色沈殿
物を形成する。
Glucose oxidase (GO) substrates include nitroblue tetrazolium (N
BT, purple precipitate), tetranitro blue tetrazolium (TNBT, black precipitate), 2- (4-iodophenyl) -5- (4-nitrophenyl) -3-phenyltetrazolium chloride (INT, red or orange precipitate) ), Tetrazolium blue (blue), nitrotetrazolium violet (violet) and 3- (
(5,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT, purple) and the like, but are not limited thereto. All tetrazolium substrates require glucose as a co-substrate. Glucose is oxidized and tetrazolium salts are reduced to form insoluble formazan to form a colored precipitate.

【0190】 β−ガラクトシダーゼ基質には、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドイル−
β−D−ガラクトピラノシド(X−gal、青色析出物)などがあるが、これら
には限定されない。
Β-galactosidase substrates include 5-bromo-4-chloro-3-indoyl-
Examples include, but are not limited to, β-D-galactopyranoside (X-gal, blue precipitate).

【0191】 上記で挙げた基質の各々に関連した沈殿物は、独特の検出可能スペクトルサイ
ン(成分)を有する。
The precipitate associated with each of the above-listed substrates has a unique detectable spectral signature.

【0192】 重金属を結合する抗体を、反射コントラスト、明視野若しくは暗視野イメージ
ング又は電子顕微鏡を用いた免疫染色に使用できる。このような重金属には、金
及び銀(典型的には、コロイド状)が含まれるが、これらには限定されない。
Antibodies that bind heavy metals can be used for reflection contrast, brightfield or darkfield imaging or immunostaining using electron microscopy. Such heavy metals include, but are not limited to, gold and silver (typically colloidal).

【0193】 本明細書に組み込まれるものとする以下の文献に、さらなる例が挙げられてい
る。J.M.Elias(1990)Immunohistopatholog
y:A practical approach to diagnosis(
診断への実用的手法)、ASCP Press(American Socie
ty of Clinical Pathologists)、シカゴ;J.F
.McGinty及びF.E.Bloom(1983)Double immu
nostaining reveals distinctions amon
g opioid peptidergic neurons in the
medial basal hypothalamus(二重免疫染色により、
内側基底視床下部のオピオイドペプチド作用性ニューロン間の差異が判明)、B
rain Res.278:145−153;及びT.Jowett(1997
)Tissue In situ Hybridization(インサイチュ
ハイブリダイゼイションにおける組織):Methods in Animal
Development、John Wiley&Sons社、ニューヨーク
;J Histochem Cytochem 1997年12月、45(12
):1629−1641。
The following references, which are incorporated herein, provide further examples. J. M. Elias (1990) Immunohistopathology
y: A practical approach to diagnosis (
Practical method for diagnosis), ASCP Press (American Society)
ty of Clinical Pathologists), Chicago; F
. McGinty and F.M. E. FIG. Bloom (1983) Double immu
nostaining reviews distinctions amon
goopid peptidergic neurons in the
media basal hypothalamus (by double immunostaining,
Differences between opioid peptide-acting neurons in the medial basal hypothalamus were found), B
rain Res. 278: 145-153; Jowett (1997
) Tissue In situ Hybridization: Methods in Animal
Development, John Wiley & Sons, Inc., New York; J Histochem Cytochem December 1997, 45 (12
): 1629-1641.

【0194】 透過型顕微鏡用組織染色剤:以下に、透過型光顕微鏡に使用される組織染色剤
の一部を示す:エオシン、ヘマトキシリン、オレンジG、ライトグリーンSF、
ロマノフスキー−ギームザ、メイ−グリュンワルド、ブルー対比染色剤(Tre
vigen)、エチルグリーン(CAS)、フォイルゲンナフトールイエローS
、ギームザ、メチレンブルー、メチルグリーン、ピロニン、ナフトールイエロー
、ニュートラルレッド、パパニコラウ染色剤(典型的には、ヘマトキシリン、エ
オシンY、ライトグリーンSF、オレンジG及びビスマルクブラウンの混合物を
含む)、レッド対比染色剤B(Trevigen)、レッド対比染色剤C(Tr
evigen)及びシリウスレッド。
Tissue stain for transmission microscope : Some of the tissue stains used for transmission light microscope are shown below: eosin, hematoxylin, orange G, light green SF,
Romanovsky-Giemsa, May-Grunwald, blue counterstain (Tre
vigen), ethyl green (CAS), foilgen naphthol yellow S
, Giemsa, methylene blue, methyl green, pyronin, naphthol yellow, neutral red, Papanicolaou stain (typically including a mixture of hematoxylin, eosin Y, light green SF, orange G and bismark brown), red counterstain stain B (Trevigen), Red counterstain C (Tr
evigen) and Sirius Red.

【0195】 透過型顕微鏡用DNA倍数性染色剤:以下に、透過型光顕微鏡に使用されるD
NA倍数性染色剤の一部を示す:フォイルゲン試薬(パラロサニリン)、ガロシ
アニンクロムミョウバン、ガロシアニンクロムミョウバン及びナフトールイエロ
ーS、メチルグリーンピロニンY並びにチオニン−フォイルゲン試薬。
DNA ploidy stain for transmission microscope : The following describes D used for transmission light microscope.
Some of the NA ploidy stains are shown: Feulgen reagent (paralosaniline), galocyanine chrom alum, galocyanine chrom alum and naphthol yellow S, methyl green pyronin Y and thionin-Feulgen reagent.

【0196】 蛍光顕微鏡用免疫組織化学染色剤:、フルオレセイン、ローダミン、テキサス
レッド、Cy2、Cy3、Cy5、VECTORレッド、ELF(商標)(酵素
標識フルオレセンス)、Cy0、Cy0.5、Cy1、Cy1.5、Cy3、C
y3.5、Cy5、Cy7、FluorX、カルセイン、カルセイン−AM、C
RYPTOFLUOR(商標)(オレンジ(42kDa)、タンジェリン(35
kDa)、ゴールド(31kDa)、レッド(42kDa)、クリムソン(40
kDa))、BHMP、BHDMAP、Br−オレゴン、ルシフェルイエロー、
アレクサ染料類、N−[6−(7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾ
ール−4−イル)アミノ]カプロイル](NBD)、BODIPY(商標)、ボ
ロンジピロメテンジフルオリド、オレゴングリーン、MITOTRACKER(
商標)レッド、DiOC(3)、DiIC18、フィコエリトリン、フィコビ
リタンパク質BPE(240kDa)RPE(240kDa)CPC(264k
Da)APC(104kDa)、スペクトルブルー、スペクトルアクア、スペク
トルグリーン、スペクトルゴールド、スペクトルオレンジ、スペクトルレッド、
NADH、NADPH、FAD、赤外(IR)染料、環状GDPリボース(cG
DPR)、カルコフルオルホワイト、チロシン及びトリプトファン。
Immunohistochemical stains for fluorescence microscope : Fluorescein, Rhodamine, Texas Red, Cy2, Cy3, Cy5, VECTOR Red, ELF ™ (enzyme-labeled fluorescein), Cy0, Cy0.5, Cy1, Cy1 .5, Cy3, C
y3.5, Cy5, Cy7, FluorX, calcein, calcein-AM, C
RYPTOFLUOR ™ (orange (42 kDa), tangerine (35
kDa), gold (31 kDa), red (42 kDa), Crimson (40
kDa)), BHMP, BHDMAP, Br-Oregon, Lucifer Yellow,
Alexa dyes, N- [6- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino] caproyl] (NBD), BODIPY ™, boron dipyrromethene difluoride, Oregon green, MITOTRACKER (
TM) Red, DiOC 7 (3), DiIC 18 , phycoerythrin, phycobiliprotein BPE (240 kDa) RPE (240 kDa) CPC (264 k)
Da) APC (104 kDa), spectrum blue, spectrum aqua, spectrum green, spectrum gold, spectrum orange, spectrum red,
NADH, NADPH, FAD, infrared (IR) dye, cyclic GDP ribose (cG
DPR), chalcofluor white, tyrosine and tryptophan.

【0197】 蛍光顕微鏡用組織染色剤:4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(
DAPI)、エオシン、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、ヘキ
スト33258及びヘキスト33342(2種類のビスベンゾイミド)、プロピ
ジウムヨーダイド、キナクリン、フルオレセイン−ファロイジン及びレゾルフィ
ン。
Tissue stain for fluorescence microscope : 4 ', 6-diamidino-2-phenylindole (
DAPI), eosin, fluorescein isothiocyanate (FITC), Hoechst 33258 and Hoechst 33342 (two bisbenzoimides), propidium iodide, quinacrine, fluorescein-phalloidin and resorufin.

【0198】 蛍光顕微鏡用DNA倍数性染色剤:クロモマイシンA3、DAPI、アクリフ
ラビン−フォイルゲン反応、オーラミンO−フォイルゲン反応、エチジウムブロ
ミド、プロピジウムヨーダイド、高アフィニティDNA蛍光体(POPO、BO
BO、YOYO及びTOTO等)、DNA結合タンパク質に融合したグリーン蛍
光タンパク質(ヒストン等)、ACMA、キナクリンオレンジ及びアクリジンオ
レンジ。
DNA ploidy stain for fluorescence microscope : Chromomycin A3, DAPI, Acriflavine-Foilgen reaction, Auramine O-Foilgen reaction, ethidium bromide, propidium iodide, high affinity DNA fluorophores (POPO, BO
BO, YOYO, TOTO, etc.), green fluorescent protein (histone etc.) fused to DNA binding protein, ACMA, quinacrine orange and acridine orange.

【0199】 内生色素:ヘモグロビン、ミオグロビン、ポルフィリン、ヘモシデリン及び他
の第一鉄色素、リポフスチン、メラニン、神経メラニン、セロイド、脂質/タン
パク質の蛍光酸化生成物、カロチノイド、ピリジン、フラビンヌクレオチド。
Endogenous pigments : hemoglobin, myoglobin, porphyrin, hemosiderin and other ferrous pigments, lipofuscin, melanin, neuromelanin, celloids, fluorescent oxidation products of lipids / proteins, carotenoids, pyridines, flavin nucleotides.

【0200】 以下に、関連細胞学的マーカーを特異的に結合することが知られており、且つ
現在研究用に使用されている免疫組織化学染色剤における成分として用いられて
おり、且つ限られているが、種々の疾病の診断に用いられている一次抗体の一部
をまとめて示す。抗エストロゲンレセプター抗体(乳癌)、抗プロゲステロンレ
セプター抗体(乳癌)、抗p53抗体(多発性癌)、抗Her−2/neu抗体
(多発性癌)、抗EGFR抗体(表皮細胞成長因子、多発性癌)、抗カテプシン
D抗体(乳癌等の癌)、抗Bcl−2抗体(アポプトーシス細胞)、抗Eカドヘ
リン抗体、抗CA125抗体(卵巣癌等の癌)、抗CA15−3抗体(乳癌)、
抗CA19−9抗体(結腸癌)、抗c−erbB−2抗体、抗P−糖タンパク質
抗体(MDR、多薬物耐性)、抗CEA抗体(癌胎児抗原)、抗網膜芽細胞腫タ
ンパク質(Rb)抗体、抗ras腫瘍タンパク質(p21)抗体、抗ルイスX抗
体(CD15とも称される)、抗Ki−67抗体(細胞増殖)、抗PCNA抗体
(多発性癌)、抗CD3抗体(T細胞)、抗CD4抗体(ヘルパーT細胞)、抗
CD5抗体(T細胞)、抗CD7抗体(胸腺細胞、未成熟T細胞、NKキラー細
胞)、抗CD8抗体(サプレッサーT細胞)、抗CD9/p24抗体(ALL)
、抗CD10(CALLAとも称される)抗体(普通の急性リンパ芽球性白血病
)、抗CD11c抗体(単核細胞、顆粒球、AML)、抗CD13抗体(骨髄単
球性細胞、AML)、抗CD14抗体(成熟単核細胞、顆粒球)、抗CD15抗
体(ホジキン病)、抗CD19抗体(B細胞)、抗CD20抗体(B細胞)、抗
CD22抗体(B細胞)、抗CD23抗体(活性化B細胞、CLL)、抗CD3
0抗体(活性化T細胞及び活性化B細胞、ホジキン病)、抗CD31抗体(血管
形成マーカー)、抗CD33抗体(骨髄性細胞、AML)、抗CD34抗体(内
皮幹細胞、間質腫瘍)、抗CD35抗体(樹状細胞)、抗CD38抗体(形質細
胞、活性化T、B及び骨髄性細胞)、抗CD41抗体(血小板、巨核球)、抗L
CA/CD45抗体(白血球共通抗原)、抗CD45RO抗体(ヘルパー、イン
デューサーT細胞)、抗CD45RA抗体(B細胞)、抗CD39、CD100
抗体、抗CD95/Fas抗体(アポプトシス)、抗CD99抗体(ユーイング
サルコーママーカー、MIC2遺伝子産生物)、抗CD106抗体(VCAM−
1;活性化内皮細胞)、抗ユビキチン抗体(アルツハイマー病)、抗CD71(
トランスフェリンレセプター)抗体、抗c−myc(腫瘍タンパク質及びハプテ
ン)抗体、抗サイトケラチン(トランスフェリンレセプター)抗体、抗ビメンチ
ン(内皮細胞)抗体(B細胞及びT細胞)、抗HPVタンパク質(ヒト乳頭腫ウ
ィルス)抗体、抗カッパL鎖抗体(B細胞)、抗ラムダL鎖抗体(B細胞)、抗
メラノソーム(HMB45)抗体(メラノーマ)、抗前立腺特異的抗原(PSA
)抗体(前立腺癌)、抗S−100抗体(メラノーマ、サルベアリ、グリア細胞
)、抗タウ抗原抗体(アルツハイマー病)、抗フィブリン抗体(上皮細胞)、抗ケ
ラチン抗体及び抗Tn抗原抗体(結腸癌、アデノカルチノーマ及び膵癌)。
The following are known to specifically bind relevant cytological markers and have been used as components in immunohistochemical stains currently used for research, and have limited However, some of the primary antibodies used for diagnosis of various diseases are summarized below. Anti-estrogen receptor antibody (breast cancer), anti-progesterone receptor antibody (breast cancer), anti-p53 antibody (multiple cancer), anti-Her-2 / neu antibody (multiple cancer), anti-EGFR antibody (epidermal growth factor, multiple cancer) ), Anti-cathepsin D antibody (cancer such as breast cancer), anti-Bcl-2 antibody (apoptosis cells), anti-E-cadherin antibody, anti-CA125 antibody (cancer such as ovarian cancer), anti-CA15-3 antibody (breast cancer),
Anti-CA19-9 antibody (colon cancer), anti-c-erbB-2 antibody, anti-P-glycoprotein antibody (MDR, multidrug resistance), anti-CEA antibody (carcinoembryonic antigen), anti-retinoblastoma protein (Rb) Antibodies, anti-ras oncoprotein (p21) antibodies, anti-Lewis X antibodies (also referred to as CD15), anti-Ki-67 antibodies (cell proliferation), anti-PCNA antibodies (multiple cancers), anti-CD3 antibodies (T cells), Anti-CD4 antibody (helper T cell), anti-CD5 antibody (T cell), anti-CD7 antibody (thymocyte, immature T cell, NK killer cell), anti-CD8 antibody (suppressor T cell), anti-CD9 / p24 antibody (ALL )
Anti-CD10 (also called CALLA) antibody (common acute lymphoblastic leukemia), anti-CD11c antibody (monocyte, granulocyte, AML), anti-CD13 antibody (myelomonocytic cell, AML), CD14 antibody (mature mononuclear cell, granulocyte), anti-CD15 antibody (Hodgkin's disease), anti-CD19 antibody (B cell), anti-CD20 antibody (B cell), anti-CD22 antibody (B cell), anti-CD23 antibody (activation B cells, CLL), anti-CD3
0 antibodies (activated T cells and activated B cells, Hodgkin's disease), anti-CD31 antibodies (angiogenic markers), anti-CD33 antibodies (myeloid cells, AML), anti-CD34 antibodies (endothelial stem cells, stromal tumors), CD35 antibody (dendritic cells), anti-CD38 antibody (plasma cells, activated T, B and myeloid cells), anti-CD41 antibody (platelets, megakaryocytes), anti-L
CA / CD45 antibody (leukocyte common antigen), anti-CD45RO antibody (helper, inducer T cell), anti-CD45RA antibody (B cell), anti-CD39, CD100
Antibody, anti-CD95 / Fas antibody (Apoptosis), anti-CD99 antibody (Ewing Salcoma marker, MIC2 gene product), anti-CD106 antibody (VCAM-
1: activated endothelial cells), anti-ubiquitin antibody (Alzheimer's disease), anti-CD71 (
Transferrin receptor) antibody, anti-c-myc (tumor protein and hapten) antibody, anti-cytokeratin (transferrin receptor) antibody, anti-vimentin (endothelial cell) antibody (B cells and T cells), anti-HPV protein (human papilloma virus) Antibody, anti-kappa light chain antibody (B cell), anti-lambda light chain antibody (B cell), anti-melanosome (HMB45) antibody (melanoma), anti-prostate specific antigen (PSA
) Antibodies (prostate cancer), anti-S-100 antibodies (melanoma, salveari, glial cells)
), Anti-tau antigen antibodies (Alzheimer's disease), anti-fibrin antibodies (epithelial cells), anti-keratin antibodies and anti-Tn antigen antibodies (colon cancer, adenocarcinoma and pancreatic cancer).

【0201】 以下に示す表2に、種々の癌における予後及び/又は治療有意性を有するマー
カーセットを数例示す:
Table 2 below shows several marker sets with prognostic and / or therapeutic significance in various cancers:

【0202】[0202]

【表2】 [Table 2]

【0203】 したがって、乳癌パネルには、抗ER、抗PR、抗Her2/neu、抗p5
3、抗Ki−67及び抗CD31免疫組織化学マーカー染色剤、DNA倍数性染
色剤及びH&E対比染色剤を含めることができる。
Therefore, the breast cancer panel includes anti-ER, anti-PR, anti-Her2 / neu, anti-p5
3. Anti-Ki-67 and anti-CD31 immunohistochemical marker stains, DNA ploidy stains and H & E counterstains can be included.

【0204】 卵巣癌パネル及び/又は子宮内膜癌パネルには、したがって、抗Her2/n
eu、抗p53、抗Ki−67及び抗CD31免疫組織化学染色剤、DNA倍数
性染色剤及びH&E対比染色剤を含めることができる。
The ovarian and / or endometrial cancer panels therefore have anti-Her2 / n
eu, anti-p53, anti-Ki-67 and anti-CD31 immunohistochemical stains, DNA ploidy stains and H & E counterstains can be included.

【0205】 前立腺癌パネル及び/又は膀胱癌パネルには、したがって、抗Ki−67、抗
p53、抗CD31及び抗網膜芽細胞腫タンパク質(Rb)マーカー染色剤、D
NA倍数性染色剤及びH&E対比染色剤を含めることができる。
The prostate and / or bladder cancer panels therefore include anti-Ki-67, anti-p53, anti-CD31 and anti-retinoblastoma protein (Rb) marker stains, D
NA ploidy stains and H & E counterstains can be included.

【0206】 したがって、結腸直腸癌パネルには、抗Ki−67、抗p53、抗CD31及
び抗p21(ras腫瘍タンパク質)マーカー染色剤、DNA倍数性染色剤及び
H&E対比染色剤を含めることができる。
Thus, a colorectal cancer panel can include anti-Ki-67, anti-p53, anti-CD31 and anti-p21 (ras tumor protein) marker stains, DNA ploidy stains and H & E counterstains.

【0207】 ここに記載の本発明は、従来方法に対していくつかの利点がある。すなわち、
高分解イメージングと極めて低く且つ不十分なスペクトル分解(典型的には、2
つの別個のスペクトルバンド)とを組み合わせて2種の染色剤を共検出できる。
これは、高空間分解且つ高スペクトル分解を特徴とするここに記載のスペクトル
採取装置を用いて、用いる染色剤がスペクトル的に極めて類似している場合であ
っても、所望の数の染色剤を共検出できるからである。
The invention described herein has several advantages over conventional methods. That is,
High resolution imaging and very low and poor spectral resolution (typically 2
Two distinct spectral bands) can be combined to detect the two stains.
This means that a desired number of stains can be obtained using the spectral collection device described herein, characterized by high spatial and high spectral resolution, even when the stains used are very similar in spectrum. This is because they can be detected together.

【0208】 したがって、本発明によれば、臨床医は、通常の組織染色剤を用いて、複数の
細胞学的マーカーを、予後/治療有意性(例えば、ER、PR、p53、her
−2/neu、Ki−67及びCD31)、DNA倍数性及び試料染色の有意の
変化をもって、同時に検出できる。したがって、臨床医は、患者の治療を、向上
した精度(例えば、適当な治療プログラムの選択)で管理及び監視、より正確な
診断を介して患者の管理コストを削減、及びより効率的なサンプリングを介して
病院コストを削減できる。
Thus, in accordance with the present invention, clinicians use common histostains to determine multiple cytological markers for prognostic / therapeutic significance (eg, ER, PR, p53, her
-2 / neu, Ki-67 and CD31), can be detected simultaneously with significant changes in DNA ploidy and sample staining. Thus, clinicians can manage and monitor patient treatment with improved accuracy (eg, selection of appropriate treatment programs), reduce patient management costs through more accurate diagnosis, and achieve more efficient sampling. Hospital costs can be reduced through.

【0209】 本発明に係る染色生物試料のスキャニングは、例えば、スライドローディング
及びスキャニング装置を用いて、当該技術分野において周知のようにして手動、
半自動又は自動でおこなうことができる。完全DNA倍数性分析では、典型的に
は200個の細胞、好ましくはそれ以上の細胞を分析しなければならない。パタ
ーン認識及びスペクトル分解パターン認識法を用いて、分析及び診断精度を高め
ることができる。
The scanning of the stained biological sample according to the present invention can be performed manually, as is well known in the art, for example, using a slide loading and scanning device.
It can be performed semi-automatically or automatically. For a complete DNA ploidy assay, typically 200 cells, preferably more, must be analyzed. Pattern recognition and spectral decomposition pattern recognition methods can be used to increase analysis and diagnostic accuracy.

【0210】 本発明により提供される、高空間分解及び高スペクトル分解のスペクトルイメ
ージング法を用いた複数の免疫組織化学染色剤、組織染色剤及びDNA倍数性染
色剤の同時インサイチュ分析方法は、従来技術に対して極めて数多くの利点があ
る。まず、複数の染色剤を同時検出でき、したがって、効率的且つ経済的である
。第二に、従来技術では、同じ細胞又は組織についての2種又は3種以上の染色
剤には適用できないのに対して、同じ細胞又は組織についての複数の染色剤を同
時に検出できる。第三に、従来技術では極めて明確に区別される染色剤を使用す
る必要があるのに対して、極めて類似したスペクトル間を分離できる。
The method of simultaneous in situ analysis of multiple immunohistochemical stains, tissue stains and DNA ploidy stains provided by the present invention using high spatial and high spectral resolution spectral imaging methods is described in the prior art. There are numerous advantages to First, multiple stains can be detected simultaneously, and are therefore efficient and economical. Second, while the prior art is not applicable to two or more stains for the same cell or tissue, multiple stains for the same cell or tissue can be detected simultaneously. Third, the prior art requires the use of very distinct dyes, while allowing the separation between very similar spectra.

【0211】 実施例 参考文献はここで以上での記述とともに、非限定的な形で本発明を例示する以
下の実施例からなる。
EXAMPLES The reference, together with the above description, consists of the following examples, which illustrate the invention in a non-limiting manner.

【0212】 実施例1 測定装置とその性能 図1は、本明細書で完全に列記したように、参考文献によって組み込まれる、
1995年2月21日にCabib et al.に付与された米国特許明細書
第08/392,019号で、現在1996年7月23日に発行された米国特許
第5,539,517号において開示された先行技術の、イメージング分光計の
主要構成物のブロック線図である。
Example 1 Measuring Apparatus and Its Performance FIG. 1 is incorporated by reference as fully listed herein.
On February 21, 1995, Cabib et al. No. 08 / 392,019 to U.S. Pat. No. 5,539,517, issued Jul. 23, 1996, which is incorporated herein by reference. It is a block diagram of a component.

【0213】 このイメージング分光計は、高スペクトル的(波長に依存してCa.4−14
nm)および空間的(Ca.30/M μm、式中Mは有効顕微鏡または前光
学倍率である)分解能を持つので、本発明の方法の履行にとても適切に構築され
る。
This imaging spectrometer has a high spectral (Ca.4-14
nm) and spatial (Ca. 30 / M μm, where M is the effective microscope or pre-optical magnification) resolution, so that it is very well constructed to implement the method of the present invention.

【0214】 したがって、図1の先行技術イメージング分光計は、一般的に20で示した採
取光学系、ブロック22によって示したような一次元スキャナー、ブロック24
によって示したような、光路差(OPD)発生器または干渉計、ブロック26で
示したような一次元または二次元検出器アレイ、ブロック28で示したようなシ
グナル処理機およびディスプレイを含む。
Thus, the prior art imaging spectrometer of FIG. 1 generally comprises a collection optics indicated generally at 20, a one-dimensional scanner as indicated by block 22, a block 24.
An optical path difference (OPD) generator or interferometer, as indicated by, a one-dimensional or two-dimensional detector array as indicated by block, a signal processor and display as indicated by block.

【0215】 系20での非常に不可欠な成分はOPD発生器または干渉計24であり、解析
すべき場面のそれぞれのピクセルから放射した光のスペクトル強度の直線組み合
わせの、あらかじめ決められた組に対応している変調光を出力する。干渉計の出
力は検出器アレイ26上に集中される。したがって、スペクトルを再構築するた
めに必要な情報のすべてを得るために、必要な光学位相差のすべてが、視野領域
のピクセルすべてに対して同時にスキャンされる。場面中のピクセルすべてのス
ペクトルはしたがって、イメージング情報と同時に回収され、したがってリアル
タイム様式でのイメージの解析が可能になる。
A very essential component in the system 20 is the OPD generator or interferometer 24, which corresponds to a predetermined set of linear combinations of the spectral intensities of the light emitted from each pixel of the scene to be analyzed. Output modulated light. The output of the interferometer is concentrated on a detector array 26. Thus, to obtain all of the information needed to reconstruct the spectrum, all of the necessary optical phase differences are scanned simultaneously for all pixels in the viewing area. The spectra of all the pixels in the scene are therefore collected at the same time as the imaging information, thus allowing the analysis of the image in a real-time manner.

【0216】 米国特許第5,539,517号による装置は多種類の構成で実施してよい。
とりわけ、使用した干渉計は米国特許第5,539,517号の関連する図で記
述されたような他の鏡と組み合わせてよい。
The device according to US Pat. No. 5,539,517 may be implemented in many different configurations.
In particular, the interferometer used may be combined with other mirrors as described in the related figures of US Pat. No. 5,539,517.

【0217】 したがって、米国特許第5,539,517号にしたがって、他の型の干渉計
を使用してもよい。これらには、(i)OPDが光を変調するために変化するよ
うな移動型干渉計、すなわち走査厚を持つファブリ−ペロー干渉計、(ii)光
学採取系およびスキャナからの光線を受け取り、光線を2つの通路へ分割するビ
ームスプリッターを含むマイケルソン型干渉計、(iii)その干渉計内で、引
用した米国特許にてさらに記述されたような4鏡とビームスプリッター干渉計の
ような、ODPが入光してくる放射の投射角で変化する他の光学的方法と光学的
に組み合わせたサグナック干渉計(その明細書の図14を参照のこと)が含まれ
る。
Therefore, other types of interferometers may be used in accordance with US Pat. No. 5,539,517. These include: (i) a moving interferometer in which the OPD changes to modulate the light, i.e., a Fabry-Perot interferometer with a scanning thickness; (ii) receiving light from the optical collection system and scanner; A Michelson-type interferometer that includes a beam splitter that splits the beam into two paths, (iii) within which an ODP, such as a four-mirror and beam splitter interferometer as further described in the referenced US patents. A Sagnac interferometer (see FIG. 14 of that specification) is optically combined with other optical methods that vary with the angle of incidence of the incoming radiation.

【0218】 図2は、米国特許第5,539,517号によって構築したイメージング分光
計を図解し、これはOPDが入光放射の投射角とともに変化するような干渉計を
使用している。光学軸に対して小さな角度で干渉系に入った光線は、実質的に直
線的にこの角度とともに変化するODPを受ける。
FIG. 2 illustrates an imaging spectrometer constructed according to US Pat. No. 5,539,517, which uses an interferometer such that the OPD varies with the angle of incidence of the incoming radiation. Light rays that enter the interferometer at a small angle to the optical axis undergo ODP that varies substantially linearly with this angle.

【0219】 図2の干渉計において、光学採取系31によって平衡化された後、すべてのピ
クセルでの供給源30からの放射のすべては機械的スキャナー32によってスキ
ャンされる。ついで光はビームスプリッター33を通して第一反射器34へ、つ
いで第二反射器35へ通過し、ビームスプリッター33を通し、ついでフォーカ
シングレンズ36を通して検出器のアレイ37(たとえばCCD)へと光を反射
される。この光線は、33、ついで第二反射器35、そして最終的に第一反射器
34によって反射された光線で干渉される。
In the interferometer of FIG. 2, after being equilibrated by the optical sampling system 31, all of the radiation from the source 30 at all pixels is scanned by a mechanical scanner 32. The light then passes through a beam splitter 33 to a first reflector 34, then to a second reflector 35, passes through the beam splitter 33, and then reflects the light through a focusing lens 36 to an array of detectors 37 (eg, a CCD). You. This ray is interfered by the ray reflected by 33, then by the second reflector 35 and finally by the first reflector 34.

【0220】 1つのスキャンの最後に、すべてのODPを介して、すべてのピクセルが測定
され、したがってその場面のすべてのピクセルのスペクトルがフーリエ変換によ
って再構築されうる。光軸に平行な光線は補正され、光軸に対して角度(θ)で
の光線は、ビームスプレッター33の厚み、その反射指数および角度θの関数で
あるOPDを受ける。OPDは小さな角度に対してθと比例する。適切な変換を
行うことにより、そして慎重に記録することにより、すべてのピクセルのスペク
トルを計算する。
At the end of one scan, through all ODPs, all pixels are measured, so that the spectra of all pixels in the scene can be reconstructed by Fourier transform. Light rays parallel to the optical axis are corrected, and light rays at an angle (θ) to the optical axis undergo OPD which is a function of the thickness of the beam spreader 33, its reflection index, and the angle θ. OPD is proportional to θ for small angles. Calculate the spectrum of all pixels by making the appropriate transformations and by carefully recording.

【0221】 図2の構成において、角度β(図2ではβ=45°)にてビームスプリッター
上に入射する光線はOPD=0の干渉計を通って進み、一方一般的な角度β−θ
で入射する光線は式1で与えられるOPDを受ける。
In the configuration of FIG. 2, light rays incident on the beam splitter at an angle β (β = 45 ° in FIG. 2) travel through an interferometer with OPD = 0, while the general angle β−θ
The light ray incident on the light receiving element receives the OPD given by the equation (1).

【数1】 式中θは中心部位に関して光軸または干渉計回転軸からの光線の角距離であり
、tはビームスプレッターの厚さであり、nはビームスプレッターの屈折率であ
る。
(Equation 1) Where θ is the angular distance of the light beam from the optical axis or interferometer rotation axis with respect to the central site, t is the thickness of the beam spreader, and n is the refractive index of the beam spreader.

【0222】 中心部分に関して、陽性および陰性角両方をスキャンすることによって、あら
ゆるピクセルについての二重面化インターフェログラムを得、フーリエ変換計算
でのより正確な結果を与えている位相差の除去を助けることが式1より理解され
る。スキャンの幅は到達する最大OPDを決定し、これは測定のスペクトル分解
能に関連する。角工程の大きさは、そのものはそれに対して系が感受性であるよ
うなもっとも短い波長によって規定されるOPD工程を決定する。事実、サンプ
リング定理[Chamberlain(1979) The principl
es of interferometric spectroscopy,
John Wiley and Sons,pp.53−55を参照のこと]に
したがって、このOPD工程は系が感受性であるようなもっとも短い波長の半分
よりも小さくなければならない。
By scanning both the positive and negative angles with respect to the central part, we obtain a doubled interferogram for every pixel and remove the phase difference giving more accurate results in the Fourier transform calculation. It is understood from equation 1 that this helps. The width of the scan determines the maximum OPD reached, which is related to the spectral resolution of the measurement. The size of the angular step itself determines the OPD step defined by the shortest wavelength to which the system is sensitive. In fact, the sampling theorem [Chamberlain (1979) The princepi]
es of interferometric spectroscopy,
John Wiley and Sons, pp. 53-55], this OPD process must be smaller than half the shortest wavelength at which the system is sensitive.

【0223】 考慮に入れるべき他のパラメータはマトリックス中の検出器要素の有限の大き
さである。集束光を通して、この要素は、直角関係を持つインターフェログラム
を巻き込む効果を持つ干渉計中の有限なOPDの範囲を定める。このことは、結
果として短い波長での系の感度の減少を引き起こし、この要素により範囲を定め
られたOPDと等しいかそれ以下の波長に対してゼロにまで落ちる。このことか
ら、変調転移機能(MTF)条件が履行されること、すなわち干渉計内での検出
器要素によって範囲を決定されたOPDは装置が感受性である点でのもっとも短
い波長よりも小さくなければならないことを確実にしなければならない。
Another parameter to take into account is the finite size of the detector elements in the matrix. Through focused light, this element delimits a finite OPD in the interferometer with the effect of involving an interferogram with a right angle relationship. This results in a decrease in the sensitivity of the system at short wavelengths, which falls to zero for wavelengths equal to or less than the OPD delimited by this factor. This implies that the modulation transfer function (MTF) condition is fulfilled, that is, the OPD ranged by the detector elements in the interferometer must be less than the shortest wavelength at which the device is sensitive. You have to make sure you don't.

【0224】 したがって、米国特許第5,539,517号に開示された発明にしたがって
構築されたイメージング分光計は、ただ単に視野領域内のあらゆるピクセルから
きている光の強度を測定するだけでなく、あらかじめ定義した波長範囲でのそれ
ぞれのピクセルのスペクトルも測定する。これらはまた、任意の与えられた時間
における視野領域内のそれぞれのピクセルにより放たれた放射すべてをよりよく
使用し、したがって上で説明したように、フレーム時間での明らかな減少および
/または分光計の感度の明らかな増加を可能にする。そのようなイメージング分
光計はさまざまな型の干渉計および光学採取ならびに集束系を含んでよく、した
がって医学診断および治療および生物学的調査利用、さらに地質学的および農学
的調査のための遠隔検出、およびそれに類似するものを含むさまざまな種類の適
用で使用してよい。
Thus, an imaging spectrometer constructed in accordance with the invention disclosed in US Pat. No. 5,539,517 not only measures the intensity of light coming from every pixel in the field of view, The spectrum of each pixel in a predefined wavelength range is also measured. They also make better use of all the radiation emitted by each pixel in the field of view at any given time, and thus, as explained above, a clear reduction in frame time and / or spectrometer Allows a clear increase in the sensitivity of Such imaging spectrometers may include various types of interferometers and optical sampling and focusing systems, and thus are used for medical diagnostic and therapeutic and biological research applications, as well as for remote detection for geological and agricultural research, And may be used in various types of applications, including and the like.

【0225】 上で言及したように、米国特許第5,539,517号で開示された発明によ
るイメージング分光計はApplied Spectral Imaging
Ltd., Industrial Park,Migdal Haemek,
Israelによって開発され、本明細書ではSPECTRACUBETMと表
す。
As mentioned above, the imaging spectrometer according to the invention disclosed in US Pat. No. 5,539,517 uses Applied Spectral Imaging.
Ltd. , Industrial Park, Migdal Haemek,
Developed by Israel and denoted herein as SPECTRACUBE .

【0226】 SPECTRACUBETM装置は以下の、またはよりよい特徴を持っており
、本明細書以下表3に列記する。
The SPECTRACUBE device has the following or better features, which are listed in Table 3 herein below.

【表3】 [Table 3]

【0227】 光学的に顕微鏡に連結したSPECTRACUBETM装置は、好ましくは本
発明の方法による生物学的試料を解析するために使用する。しかしながら、任意
のスペクトルイメージャー、すなわちフィルター(たとえば、聴覚光学整調可能
フィルター(AOTF)または液体結晶整調可能フィルター(LCTF))およ
び分散性要素(たとえば、格子またはプリズム)基礎光学イメージャー、または
他の光学系データまたは多重バンド光回収装置(たとえばSpeicher R
.M.,Ballard S.G. and Ward C.D.(1996)
Karyotyping human chromosomes by co
mbinatorial multi−flour FISH. Nature
Genetics,12:368−375での開示にしたがった装置)を含む
、その視野領域内に位置する対象のあらゆる点によって照射された光のスペクト
ルの後の修正および解析のために、測定しメモリーに保存する器具を、必要であ
るスペクトルデータを得るために使用できる。また、1997年8月25日に出
願され、本明細書で完全に列記したように参考文献によって組み込まれる米国特
許明細書第08/917,213号で記述されたように、多数の広帯域の(固定
化または変調可能)を含む器具を本明細書によるスペクトルデータ採取器具とし
て使用できる。したがって、特定の型のスペクトルイメージャーではなく、特定
な型のスペクトルデータ採取器具の使用に関して本発明の範囲を制限しないこと
が意図される。
A SPECTRACUBE instrument optically coupled to a microscope is preferably used to analyze biological samples according to the methods of the present invention. However, any spectral imager, i.e., a filter (e.g., an auditory optical tunable filter (AOTF) or a liquid crystal tunable filter (LCTF)) and a dispersive element (e.g., grating or prism) based optical imager, or other Optical system data or multi-band light recovery devices (eg, Speicher®
. M. , Ballard S .; G. FIG. and Ward C.I. D. (1996)
Karyotyping human chromasomes by co
mbinatorial multi-flow FISH. Nature
Measured and stored in memory for subsequent correction and analysis of the spectrum of light illuminated by any point of interest located within its field of view, including devices according to the disclosure in Genetics, 12: 368-375). An instrument for storage can be used to obtain the required spectral data. Also, as described in US patent application Ser. No. 08 / 917,213, filed Aug. 25, 1997 and incorporated herein by reference as if fully set forth herein, a number of broadband ( (Which can be immobilized or modulated) can be used as a spectral data acquisition device according to the present specification. Accordingly, it is not intended to limit the scope of the present invention with respect to the use of particular types of spectral data acquisition instruments, but not particular types of spectral imagers.

【0228】 とても類似したスペクトルの間を分離し、区別するためのSPECTRACU
BETM装置の力を図3−5に表示する。
SPECTRACU to separate and distinguish between very similar spectra
The power of the BETM device is displayed in FIGS. 3-5.

【0229】 この能力を例示するために、まずその蛍光スペクトルが非常に似ている、それ
ぞれ蛍光発色団テキサス−レッドおよびローダミンで標識化したクロモソーム1
およびクロモソーム17特異的DNAで行った分裂間期FISH測定の例を含む
、図3A−Cを注目のこと。クロモソーム1プローブはクロモソームのサブテロ
メア領域に対するミッドサテライトプローブであり、ハイブリッド形成後ビオチ
ンを介してDNAプローブへ連結するテキサス−レッドで標識化した。クロモソ
ーム17プローブはクロモソームの動原体領域に対するαサテライトプローブで
あり、ハイブリッド形成後ジゴキシゲニンを介して第二DNAプローブに連結し
たローダミンで標識化した。図3Aは原物のイメージであり、顕微鏡を通して目
に見えたものである。図3BはSPECTRACUBETM装置によって測定し
、処理した後の同じ試料を示している。一方、図3Cはテキサス−レッド(Tと
記した)およびローダミン(Rと記した)蛍光発色団の蛍光スペクトルを示す。
To illustrate this ability, first, chromosome 1 labeled with the fluorophores Texas-Red and Rhodamine, whose fluorescence spectra are very similar, respectively.
Note FIGS. 3A-C, including examples of interphase FISH measurements performed on chromosome 17-specific DNA. The chromosome 1 probe is a mid-satellite probe for the subtelomeric region of the chromosome, and was labeled with Texas-red which was linked to the DNA probe via biotin after hybridization. The chromosome 17 probe is an α satellite probe for the centromere region of the chromosome, and after hybridization, was labeled with rhodamine linked to a second DNA probe via digoxigenin. FIG. 3A is an image of the original, visible through a microscope. FIG. 3B shows the same sample after measurement and processing with a SPECTRACUBE instrument. On the other hand, FIG. 3C shows the fluorescence spectra of the Texas-Red (denoted T) and Rhodamine (denoted R) fluorophores.

【0230】 図3Cでみるように、テキサス−レッドとローダミンのスペクトルピークは1
5nmしか異ならず、したがって、フィルターに基づいた装置を用いてそれらの
間を区別することはとても難しい。
As seen in FIG. 3C, the spectral peaks of Texas Red and Rhodamine were 1
They differ by only 5 nm, so it is very difficult to distinguish between them using a filter-based device.

【0231】 図3Aで示したように、顕微鏡を通したカラーFISHイメージをみると、イ
メージ中に現れているドットの(1−4と記した)およびプローブ型の正確な数
を認識する信頼レベルは特に高くはない。一方、図3Bで示すように、それぞれ
のピクセルについて測定したスペクトルの利点を持つ、SPECTRACUBE TM 装置は、ドットの存在を実証すること、それらを正確に計数すること、およ
びそれらの間の小さなスペクトルの差によって高い信頼レベルで異なる組を区別
することが可能である。図3Cに示すように、テキサス−レッドおよびローダミ
ン蛍光の人工的着色によって、プローブ特異的蛍光の局在が高い精度で決定され
、そこではドット1および2はテキサス−レッドのものであり、ドット3および
4はローダミンのものである。
As shown in FIG. 3A, looking at a color FISH image through a microscope,
Exact number of dots (marked 1-4) and probe types appearing in the image
Is not particularly high. On the other hand, as shown in FIG.
SPECTRACUBE with spectral advantages measured for pixels of TM The device is responsible for demonstrating the presence of dots, counting them accurately, and
And distinguish small sets with a high level of confidence due to small spectral differences between them
It is possible to As shown in FIG. 3C, Texas-Red and Rhodami
The localization of probe-specific fluorescence is determined with high accuracy by artificial coloring of the fluorescence.
Where dots 1 and 2 are of Texas-Red, and dots 3 and
4 is for rhodamine.

【0232】 図4A−Bは、核分裂間期DNAの6つの異なるプローブでのハイブリッド形
成後のFISH測定の例を提供する。図4Aは顕微鏡を通して見られたような原
物のイメージを表す。図4Bは、すべての検出した組のSPECTRACUBE TM 装置測定、スペクトル処理および人工的着色表示に続く同じイメージを表す
。図4CはSPECTRACUBETM装置を用いた3重二色性フィルターを通
して検出したような、ハイブリッド後の6蛍光発色団のスペクトルを表す(それ
ぞれ標識されたクロモソームにしたがって1、8、10、11、17およびXと
記した)。蛍光発色団、プローブおよびクロモソームに関する詳細については、
以下の記述、表3以下およびChroma Corp.カタログ番号61502
を参照のこと。
FIGS. 4A-B show hybrid forms of interfission DNA with six different probes.
An example of post-completion FISH measurement is provided. FIG. 4A shows the original as seen through a microscope.
Represents the image of an object. FIG. 4B shows the SPECTRACUBE of all detected sets. TM Represents the same image following instrument measurement, spectral processing and artificial coloring
. FIG. 4C is SPECTRACUBE.TMThrough a triple dichroic filter
Represents the spectra of the six fluorophores after hybridization as detected by
1, 8, 10, 11, 17, and X according to the labeled chromosomes, respectively.
Noted). For more information on fluorophores, probes and chromosomes, see
The following description, Table 3 et seq. And Chroma Corp. Catalog number 61502
checking ...

【0233】 目によってまたは単純なRGB着色測定の使用でさえもお互いの色からの識別
が難しいことが、分裂間期細胞核の原物のRGBイメージを示している図4Aか
ら明らかである。
The difficulty in distinguishing from each other by eye or even using a simple RGB color measurement is evident from FIG. 4A, which shows the original RGB image of the interphase nucleus.

【0234】 実験観察者は、もっともよい場合、6つの異なる色のうち3つを検出すること
ができる。しかしながら、図4Bは分類アルゴリズムでスペクトルデータを処理
した後の図4Aで示した同じ試料を表し、得られたドットを人工的な色、オレン
ジ色、シアン、青色、黄色、緑色および赤色で強調し、一方背景は黒色、人工色
を与えた。観察したように、すべての6つの組の蛍光発色団を見、組間の違いを
簡単に区別することが可能である。
The experimental observer can best detect three of the six different colors. However, FIG. 4B represents the same sample shown in FIG. 4A after processing the spectral data with the classification algorithm, highlighting the resulting dots with artificial colors, orange, cyan, blue, yellow, green and red. On the other hand, the background was black, giving an artificial color. As observed, it is possible to look at all six sets of fluorophores and easily distinguish the differences between the sets.

【0235】 1つの組、青色で強調した1つは目で、またはカラーカメラの使用によっては
ほとんど気づくことができないが、しかしスペクトルキューブ上の背景控除アル
ゴリズムにかけた後には検出されることにさらに注意すべきである(図4Aおよ
び4Bを比較のこと)
It is further noted that one set, one highlighted in blue, is barely noticeable by eye or by use of a color camera, but is detected after subjecting to a background subtraction algorithm on the spectral cube. Should (compare FIGS. 4A and 4B)

【0236】 使用したプローブはクロモソーム8、10、11、17およびXの動原体に対
する5つのαサテライトプローブであり、クロモソーム1のサブテロメア領域に
対するミッドサテライトプローブであった。それぞれの上記クロモソームを標識
するために使用した蛍光発色団およびDAPI対比染色(背景)、それらの放射
ピークおよび人工表示した色分類を以下表4で要約する。
The probes used were five alpha satellite probes for the centromere of chromosomes 8, 10, 11, 17 and X, and mid satellite probes for the subtelomeric region of chromosome 1. The fluorophore and DAPI counterstain (background) used to label each of the above chromosomes, their emission peaks and artificially labeled color classifications are summarized in Table 4 below.

【0237】 図4Cで示したそれぞれの6つの蛍光発色団の標準化スペクトル特性より、そ
れらのスペクトル間の広い重なりのために、2、3の比較的広いスペクトル範囲
で測定するフィルターに基づいた装置が異なるプローブ種間を確かに区別できな
いことがはっきりする。このような装置はそれぞれのプローブの強度の吸収測定
により依存し、したがって背景シグナルおよびノイズによってより影響を受ける
。スペクトルの重なりはまた細胞それ自身から発生している自発蛍光と一緒に起
こることにさらに注意すべきである。この場合においても、それぞれのピクセル
についてのスペクトル情報の有効性は自発蛍光寄与の排除を可能にし、より正確
な結果を産出する。
From the normalized spectral characteristics of each of the six fluorophores shown in FIG. 4C, due to the wide overlap between their spectra, a filter-based device that measures over a few relatively wide spectral ranges has been developed. It becomes clear that it is certainly not possible to distinguish between different probe species. Such a device relies more on absorption measurements of the intensity of each probe and is therefore more affected by background signals and noise. It should be further noted that the spectral overlap also occurs with the auto-fluorescence emanating from the cells themselves. Again, the validity of the spectral information for each pixel allows the elimination of the autofluorescent contribution, yielding more accurate results.

【表4】 Vysis,Downers Grove,IL,U.S.から標識化デ
オキシヌクレオチドとして得た。プローブを含んだプレハイブリッド形成した
ジゴキシゲニンへ抗ジゴキシゲニン抗体を介して共役した。フルオロセイン−
5−イソ−チオシオネート、プローブを含んだプレハイブリッド形成ビオチンへ
抗ビオチン抗体を介して共役させた。対比染色のために使用した4’,6−ジ
アミジノ−2−フェニルインドール。
[Table 4] 1 Vysis, Downers Grove, IL, U.S.A. S. As a labeled deoxynucleotide. Conjugated to a prehybridized digoxigenin containing two probes via an anti-digoxigenin antibody. 3 Fluorescein-
5-iso-thiothionate, conjugated to prehybridized biotin containing probe via anti-biotin antibody. 4 ', 6-diamidino-2-phenylindole used for 4 counterstaining.

【0238】 図5A−Cは、本明細書に完全に列記したように明細書によって組み込まれた
、1998年2月17日に出願された米国特許明細書第09/025,131号
にて開示された概要にしたがった組み合わせハイブリッド形成アプローチを用い
た正常男性クロモソームのハイブリッド形成結果を示す。
FIGS. 5A-C are disclosed in US patent application Ser. No. 09 / 025,131, filed Feb. 17, 1998, which is hereby incorporated by reference as if fully set forth herein. 4 shows the results of hybridization of normal male chromosomes using a combinatorial hybridization approach in accordance with the outline provided.

【0239】 図5AはRGBアルゴリズムを使用して得られたクロモソーム幅のRGBイメ
ージである。RGBアルゴリズムは、クロモソームのRGBイメージを得るため
にCCDアレイのスペクトル幅(たとえば400nmから760nm)上で光学
シグナルを統合し、そこではそれぞれのピクセルが、赤色(R)、緑色(G)お
よび青色(B)に対する三刺激応答関数に相当する3つの比重関数、{w(λ
)、w(λ)、w(λ)}にしたがった赤色、緑色および青色強度の組み合
わせによる。
FIG. 5A is an RGB image of the chromosome width obtained using the RGB algorithm. The RGB algorithm integrates the optical signals over the spectral width of the CCD array (eg, 400 nm to 760 nm) to obtain an RGB image of the chromosome, where each pixel is represented by a red (R), green (G), and blue ( Three specific gravity functions corresponding to the tristimulus response function to B), {w r
), W g (λ), w b (λ)} according to the combination of red, green and blue intensities.

【0240】 図5Aにおいて、使用した比重化関数w、w、wは単純平方比重関数で
あり、w(赤色)λ=640nmおよびλ=750nm、w(緑色)λ =555nmおよびλ=640nm、w(青色)λ=450nmおよび
λ=555nmであった。単純比重化関数w、w、wを統合し、クロモ
ソームのRGBイメージを生成した。
In FIG. 5A, the specific gravity function wr, Wg, WbIs a simple square gravity function
Yes, wr(Red) λ1= 640 nm and λ2= 750 nm, wg(Green) λ 1 = 555 nm and λ2= 640 nm, wb(Blue) λ1= 450 nm and
λ2= 555 nm. Simple weighting function wr, Wg, WbIntegrate the chromo
An RGB image of the soma was generated.

【0241】 図5Bは図5Aのクロモソーム幅の分類イメージである。図5Cは図5Bのク
ロモソーム幅に由来する核型である。分類イメージを、それぞれのピクセルがそ
のスペクトルにしたがって分類される分類アルゴリズムによって計算する。最も
重要な解析アルゴリズムの1つは、イメージ中の多数の異なるスペクトルを分類
色で同定し強調できる、スペクトルに基づいた分類アルゴリズムである。これは
そのスペクトルに基づいたすべてのヒトクロモソームへの特異的な分類色の割り
当てを可能にする。このアルゴリズムは、それぞれのクロモソームの対照スペク
トルを、測定し、コンピューターでの対照ライブラリーに保存してきたことを仮
定している。識別分類色は、上で定義したように、たとえば最小二乗誤差アルゴ
リズムによって、与えられたピクセルにおいてスペクトルともっとも類似した対
照スペクトルに割り当てられた分類色にしたがって、イメージ中のそれぞれのピ
クセルに割り当てる。
FIG. 5B is a chromosome width classification image of FIG. 5A. FIG. 5C is a karyotype derived from the chromosome width of FIG. 5B. The classification image is calculated by a classification algorithm in which each pixel is classified according to its spectrum. One of the most important analysis algorithms is a spectrum-based classification algorithm that can identify and enhance a large number of different spectra in an image with classified colors. This allows for the assignment of a specific classified color to all human chromosomes based on their spectra. This algorithm assumes that a control spectrum of each chromosome has been measured and stored in a computerized control library. A distinguishing color is assigned to each pixel in the image, as defined above, for example by a least squares error algorithm, according to the color assigned to the control spectrum that is most similar to the spectrum at a given pixel.

【0242】 実施例2 解析および結果の表示 一般:スペクトルイメージはデータの三次元配列、I(x,y,λ)であり、ス
ペクトル情報をイメージの空間的構成と連結する。そのように、その次元のため
に、スペクトルイメージはスペクトルキューブと呼ばれるデータの組であり、別
な方法で得ることが難しく、いくつかの場合不可能ですらある特徴の抽出および
定量的な評価を可能にする。分光計およびデジタルイメージ解析両方が、多くの
量の文献によってカバーされたよく公知の領域であるので[たとえば、Jain
(1989) Fundamentals of Digital Image
Processing,Prentice−Hall Internatio
nalを参照のこと]、以下の議論は第一に単一データ組、すなわちスペクトル
キューブでの分光的およびイメージング情報を連結することの利益に焦点を定め
よう。
Example 2 Analysis and Display of Results General: A spectral image is a three-dimensional array of data, I (x, y, λ), that links spectral information with the spatial organization of the image. As such, due to its dimensions, a spectral image is a data set called a spectral cube, which is difficult to obtain in other ways, and makes extraction and quantitative evaluation of certain features even impossible in some cases. enable. Because both spectrometers and digital image analysis are well-known areas covered by a large amount of literature [eg, Jain
(1989) Fundamentals of Digital Image
Processing, Prentice-Hall International
nal], the following discussion will focus primarily on the benefits of concatenating spectral and imaging information in a single data set, ie, a spectral cube.

【0243】 1つの可能性のあるスペクトルキューブの解析の型は、スペクトルデータ、お
よび空間的データを別々に使用すること、すなわちスペクトルアルゴリズムをス
ペクトルデータに適用し、二次元イメージ処理アルゴリズムを空間的データに適
用することである。
One possible type of analysis of a spectral cube is to use spectral data and spatial data separately, ie, apply spectral algorithms to spectral data, and apply two-dimensional image processing algorithms to spatial data. It is to apply to.

【0244】 スペクトルアルゴリズムの例として、対照スペクトルとすべてのピクセルのス
ペクトル間の相同性をコンピュータで計算し(すなわち相同性マッピング)、結
果として、それぞれのピクセルでの強度が「相同性」の程度と比例するようなグ
レー(または他の色)スケールイメージ(すなわち相同マップ)となるアルゴリ
ズムを考える。このグレースケールイメージはついで、さらにイメージ処理およ
びコンピューター想像技術(たとえばイメージ増強、パターン認識など)を用い
て解析し、望ましい特徴およびパラメータを抽出することができる。言い換えれ
ば、相同性マッピングは参照スペクトルに関して、スペクトルイメージのそれぞ
れのピクセルのスペクトル間の差の絶対的な値の積分を計算すること(すでにラ
イブラリーに記憶されているか、または同じか異なるスペクトルイメージのピク
セルに属するかいずれか)、およびグレーレベルまたは疑似色(黒および白また
は色)イメージを表示することを含み、そこで明るいピクセルは小さなスペクト
ルの差に相当し、暗いピクセルは大きなスペクトルの差に相当し、逆もまた同じ
である。
As an example of a spectral algorithm, the homology between the control spectrum and the spectra of all pixels is computed (ie, homology mapping), so that the intensity at each pixel is equal to the degree of “homology”. Consider an algorithm that results in a proportionally gray (or other color) scale image (ie, a homology map). This grayscale image can then be further analyzed using image processing and computer imagination techniques (eg, image enhancement, pattern recognition, etc.) to extract desirable features and parameters. In other words, homology mapping computes the integral of the absolute value of the difference between the spectra of each pixel of the spectral image with respect to the reference spectrum (already stored in the library or of the same or a different spectral image). Pixels), and displaying gray-level or pseudo-color (black and white or color) images, where light pixels correspond to small spectral differences and dark pixels correspond to large spectral differences. And vice versa.

【0245】 同様に、分類マッピングを相同性マッピングについて記述したのと同じ計算で
行い、また対照スペクトルとしていくつかのスペクトルをとり、いくつかの対照
スペクトルの1つにもっとも類似しているとしてその分離にしたがって、表示さ
れたイメージのそれぞれのピクセルを異なる先に決めた疑似色で染めた。
Similarly, the classification mapping was performed with the same calculations as described for the homology mapping, and several spectra were taken as control spectra and their separation was determined to be most similar to one of several control spectra. , Each pixel of the displayed image was dyed with a different predetermined pseudo color.

【0246】 分離不能操作に基づいたスペクトルイメージアルゴリズム、すなわち局所スペ
クトル情報および近接したピクセル間の空間関係両方を含むアルゴリズム(これ
らのアルゴリズムの1つは以下に示すように、主要成分解析である)を利用する
ことも可能である。
A spectral image algorithm based on non-separable operations, ie, an algorithm that includes both local spectral information and the spatial relationship between neighboring pixels (one of these algorithms is principal component analysis, as shown below) It is also possible to use it.

【0247】 任意の三次元(3D)データを扱うことをスペクトルキューブ(すなわちI(
x,y,λ))のように構造化する場合に普通に起こる基本的な必要性の1つが
、データを意味のある方法で構造化することを視覚化することである。一般的に
それぞれの点が三次元空間内での異なる位置(x,y,z)での強度を表してい
るコンフォーカル顕微鏡によって得られた、形態的データ、D(x,y,z)の
ような他の型の3Dと違い、スペクトルイメージは異なる波長での同一の二次元
平面(すなわち試料)の強度を表しているイメージの配列である。このことから
、データのスペクトルキューブを見るための2つのもっとも直感的な方法は、イ
メージ平面(空間的データ)かまたは三次元的山−谷表示での波長の関数として
1つのピクセルまたはピクセルの組の強度のいずれかを見ることである。一般的
に、イメージ平面は任意の単一波長で測定した強度かまたはあらゆるイメージピ
クセルにおいて望ましいスペクトル領域上でスペクトル解析アルゴリズムを適用
した後の結果であるグレースケールイメージのいずれかを表示するために使用で
きる。一般的に、スペクトル軸は、望ましいピクセルの付近で行ったいくつかの
空間的操作(たとえばスペクトルを平均すること)の得られたスペクトルを表す
のに使用できる。
Working with arbitrary three-dimensional (3D) data is referred to as a spectral cube (ie, I (
One of the basic needs that commonly arise when structuring (x, y, λ)) is to visualize structuring the data in a meaningful way. In general, the morphological data, D (x, y, z), obtained by a confocal microscope, where each point represents the intensity at a different position (x, y, z) in three-dimensional space. Unlike such other types of 3D, a spectral image is an array of images representing the intensity of the same two-dimensional plane (ie, sample) at different wavelengths. From this, the two most intuitive methods for viewing a spectral cube of data are the single pixel or set of pixels as a function of wavelength in the image plane (spatial data) or three-dimensional peak-valley representation. Is to look at any of the intensity. In general, the image plane is used to display either intensity measured at any single wavelength or a grayscale image that is the result of applying a spectral analysis algorithm on the desired spectral region at every image pixel it can. In general, the spectral axis can be used to represent the resulting spectrum of some spatial operations (eg, averaging the spectrum) performed near the desired pixel.

【0248】 たとえば、スペクトルイメージを、簡単なモノクロームカメラから得ることが
可能であるイメージと類似のグレースケールイメージとして、または強調するた
めの1つまたはいくつかの人工色、およびマップ重要特徴を使用した多色イメー
ジとして表示することが可能である。そのようなカメラはCCDアレイのスペク
トル幅(たとえば400nmから760nm)上で光学シグナルを単純に積分す
るので、以下のように「同量の」モノクロームCCDカメライメージは、スペク
トル軸に沿って積分することによる3Dスペクトルイメージデータベースから計
算することができうる。
For example, a spectral image was used as a grayscale image similar to the image that could be obtained from a simple monochrome camera, or using one or several artificial colors to enhance and map key features. It can be displayed as a multicolor image. Since such cameras simply integrate the optical signal over the spectral width of the CCD array (eg, 400 nm to 760 nm), an “equal amount” monochrome CCD camera image should be integrated along the spectral axis as follows: Can be calculated from a 3D spectral image database.

【数2】 (Equation 2)

【0249】 式2において、w(λ)はさまざまなグレースケールイメージを計算すること
における最大順応性を提供する一般的な比重化応答関数であり、すべてはいくつ
かのスペクトル幅上の適切に比重化されたスペクトルイメージの積分に基づく。
たとえば、式2をそれぞれ赤色(R)、緑色(G)および青色(B)に対する三
刺激応答関数に相当する3つの異なる比重化関数、{w(λ)、w(λ)、
(λ)}で評価すると、従来のRGB色イメージを表示することができる。
意味のある従来のものでない(疑似)色イメージを表示することも可能である。
図6はこの単純なアルゴリズムの能力の例を表している。対象のスペクトルの「
内側」に分配するガウス関数であるように{w,w,w}を選択すること
を考慮し、この場合に表示される得られた疑似−色イメージは比重化関数に相当
するスペクトル領域でのデータのみを強調し、これらの3つの領域でのスペクト
ルの差をより明瞭に検出することが可能である。
In Equation 2, w (λ) is a general weighted response function that provides maximum flexibility in calculating various grayscale images, all of which are appropriately weighted over some spectral width. Based on the integrated spectral image.
For example, three different density function corresponding to the tristimulus response functions for red Equation 2, respectively (R), green (G) and blue (B), {w r ( λ), w g (λ),
When evaluated with w b (λ)}, a conventional RGB color image can be displayed.
It is also possible to display meaningful non-traditional (pseudo) color images.
FIG. 6 illustrates an example of the capabilities of this simple algorithm. Of the target spectrum
Spectrum color image corresponding to the specific gravity function - to be a Gaussian function to distribute inward "{w r, w g, w b} to consider choosing the pseudo obtained are displayed in this case It is possible to emphasize only the data in the regions and more clearly detect the spectral differences in these three regions.

【0250】 点操作:点操作は単一ピクセル上で行なわれる(すなわち時間において1つ以上
のピクセルを含まない)ものとして定義される。たとえば、グレースケールイメ
ージにおいて、点操作はすでに決められた変換関数にしたがって、それぞれのピ
クセルの関数(強度関数)を他の強度中に写像するものであり得る。この型の変
換の特定な場合は、定数によるそれぞれのピクセルの強度のかけ算である。さら
なる例には本明細書以上で記述したような相同性および分類マッピングが含まれ
る。
Point Operations: Point operations are defined as being performed on a single pixel (ie, not including one or more pixels in time). For example, in a grayscale image, point manipulation may map the function of each pixel (intensity function) into other intensities according to a previously determined transformation function. A particular case of this type of transformation is the multiplication of the intensity of each pixel by a constant. Further examples include homology and taxonomy mapping as described herein above.

【0251】 点操作の概念はまた空間イメージにも広げることが可能である。ここでそれぞ
れのピクセルはそれぞれ固有の強度関数(スペクトル)、すなわちn−次元ベク
トルV(λ);λ∈[λ,λ]をもつ。空間イメージに対して適用した点
操作は、変換関数
The concept of point manipulation can also be extended to spatial images. Here, each pixel has its own intensity function (spectrum), that is, an n-dimensional vector V 1 (λ); λ∈ [λ 1 , λ n ]. The point operations applied to the spatial image are transformed functions

【数3】 にしたがって、それぞれのピクセルのスペクトルをスカラー(すなわち強度値)
へ写像するものとして定義できる。
(Equation 3) Scalar (ie, intensity value) the spectrum of each pixel according to
Can be defined as mapping to

【0252】 式3にしたがってグレースケールイメージを組み立てることが本型の点操作の
例である。より一般的な場合において、点操作はそれぞれのピクセルのスペクト
ル(ベクトル)を、変換関数
Assembling a grayscale image according to Equation 3 is an example of this type of point operation. In a more general case, the point operation converts the spectrum (vector) of each pixel to a transformation function

【数4】 式中Nn にしたがって、他のベクトルへ写像する。(Equation 4) According to N < n in the expression, the image is mapped to another vector.

【0253】 この場合において、スペクトルイメージは他のスペクトルイメージに変換され
る。
In this case, the spectral image is converted to another spectral image.

【0254】 ここで、点操作の定義を、異なるスペクトルイメージの相当するピクセル間の
操作を含むように拡張できる。この型のアルゴリズムの重要な例は光学濃度解析
である。光学濃度は、透過スペクトルよりもより高い動的範囲で分光的に研究さ
れている対象の領域を強調し、図的に表現するために使用される。光学濃度は対
数的操作による透過に関連し、したがっていつも正関数である。光学濃度と測定
したスペクトル間の関連はランバート ベール法則
Here, the definition of point operations can be extended to include operations between corresponding pixels of different spectral images. An important example of this type of algorithm is optical density analysis. Optical density is used to emphasize and graphically represent the area of interest that is being studied spectrally in a higher dynamic range than the transmission spectrum. Optical density is related to transmission by logarithmic operation and is therefore always a positive function. The relationship between optical density and measured spectrum is Lambert-Beer law

【数5】 によって与えられ、式中OD(λ)は波長の関数としての光学濃度、I(λ)は
測定したスペクトル、I(λ)は測定した対照スペクトル、τ(λ)は試料の
スペクトル透過率である。式5は、I(λ)を(1)それに対するODを測定
した同一のスペクトルキューブ内のピクセル、(2)第二キューブ内の相当する
ピクセル、(3)ライブラリーからのスペクトルから選択した場合のあらゆる波
長に対するあらゆるピクセルについて計算される。
(Equation 5) Where OD (λ) is the optical density as a function of wavelength, I (λ) is the measured spectrum, I 0 (λ) is the measured control spectrum, and τ (λ) is the spectral transmission of the sample. is there. Equation 5 selects I 0 (λ) from (1) the pixel in the same spectral cube for which the OD was measured, (2) the corresponding pixel in the second cube, and (3) the spectrum from the library. It is calculated for every pixel for every wavelength in the case.

【0255】 光学濃度が、測定している系のスペクトル応答またはCCD検出器の非均一性
どちらにも依存しないことに注意すべきである。このアルゴリズムは、それらの
吸収率および資料の厚さが公知の場合、相対的な濃度、そしていくつかの場合に
試料中の吸収剤の吸収濃度を写像するのに有用である。
It should be noted that the optical density does not depend on either the spectral response of the system being measured or the non-uniformity of the CCD detector. This algorithm is useful for mapping the relative concentrations, and, in some cases, the absorption concentrations of the absorbent in the sample, if their absorption and the thickness of the material are known.

【0256】 さらなる例には、(i)与えられたスペクトルを、足し算、引き算、かけ算、
わり算およびそれらの組み合わせのような算術関数によってスペクトルイメージ
中のそれぞれのピクセルのスペクトルに適用し、そこでそれぞれのピクセルの得
られたスペクトルは第一キューブのそれぞれのスペクトルと選択したスペクトル
間の合計、差、産物比または組み合わせである、新規スペクトルキューブを産出
すること、(ii)与えられたスカラーを上述したような算術関数によってスペ
クトルイメージのそれぞれのピクセルのスペクトルに適用することのような、さ
まざまな直線組み合わせ解析が含まれるが、しかし限定はしない。
Further examples include (i) adding, subtracting, multiplying a given spectrum,
An arithmetic function such as division and combinations thereof is applied to the spectrum of each pixel in the spectral image, where the resulting spectrum of each pixel is the sum, difference, between each spectrum of the first cube and the selected spectrum. Various straight lines, such as producing a new spectral cube, product ratio or combination, (ii) applying a given scalar to the spectrum of each pixel of the spectral image by an arithmetic function as described above. Includes, but is not limited to, combinatorial analysis.

【0257】 このような直線組み合わせは、たとえばそこで背景領域に局在しているピクセ
ルのスペクトルをそれぞれのピクセルのスペクトルから控除するような背景控除
のために、および試料解析前に測定したスペクトルがスペクトルイメージ内での
それぞれのピクセルのスペクトルを分割するために使用されるような較正手順の
ために使用してよい。
[0257] Such a straight line combination is used for background subtraction, for example, in which the spectrum of a pixel located in the background area is subtracted from the spectrum of each pixel, and when the spectrum measured before analyzing the sample is a spectrum. It may be used for calibration procedures such as those used to split the spectrum of each pixel in the image.

【0258】 他の例には、比イメージ計算およびグレーレベルイメージとして表示を含む。
このアルゴリズムは、スペクトルイメージのあらゆるピクセルに対する2つの異
なる波長での強度間の比を計算し、それに応じてより明るいまたはより暗い人工
色でそれぞれのピクセルを彩色する。たとえば、これはより高い比に対して明る
くピクセルを彩色し、低い比に対しては暗く彩色し(またはその逆であり)、ス
ペクトル的に感受性の物質の分布を表示する。
Other examples include ratio image calculations and display as gray level images.
This algorithm calculates the ratio between the intensities at two different wavelengths for every pixel of the spectral image and colors each pixel with a lighter or darker artificial color accordingly. For example, it colors the pixels lighter for higher ratios and darker for lower ratios (or vice versa), indicating a distribution of spectrally sensitive materials.

【0259】 空間−スペクトル混合操作:上述したすべてのスペクトルイメージ解析方法にお
いて、アルゴリズムをスペクトルデータに適用する。イメージとしてスペクトル
的に処理したデータを表示する重要性はほとんど定性的なものであり、使用者に
有用なイメージを提供する。しかしながら、適用に依存しながら、空間イメージ
に内在する空間−スペクトル関係を使用したアルゴリズムを適用することにより
、より意味のある方法において有用なイメージングデータを使用することも可能
である。空間−スペクトル操作はもっとも強力な型のスペクトルイメージ解析ア
ルゴリズムである。例として、以下の条件を考えよう。
Spatial-spectral mixing operation: In all spectral image analysis methods described above, an algorithm is applied to spectral data. The importance of displaying spectrally processed data as images is almost qualitative and provides the user with a useful image. However, depending on the application, it is also possible to use useful imaging data in a more meaningful way by applying an algorithm that uses the spatial-spectral relationship inherent in the aerial image. Space-spectrum manipulation is the most powerful type of spectral image analysis algorithm. As an example, consider the following conditions:

【0260】 試料はk相違染色によって染色されたk細胞型を含む(本明細書での語句「細
胞」は、生物学的細胞について、およびまた「器具の視野内での領域」としての
両方で使用する)。それぞれの染色は異なるスペクトルを持ち、ただ1つのk細
胞型にのみ結合する。それぞれの1つのk細胞型に対する細胞あたりの平均強度
を見いだすことが重要である。このタスクを行うために、以下の手順を使用でき
る。(1)そのスペクトルにしたがって1つのk+1クラス(k細胞型プラス背
景)に属しているとしてイメージ中のそれぞれのピクセルを分類する、(2)さ
まざまな細胞型へイメージを区分けし、それぞれの型からの細胞数を計数する、
(3)それぞれのクラスにより寄与されるスペクトルエネルギーを合計し、それ
を相当するクラスからの細胞の総数により割る。
The sample contains k-cell types stained by k-differential staining (the phrase “cells” herein is used both for biological cells and also as “areas within the field of view of the device”). use). Each stain has a different spectrum and binds to only one k-cell type. It is important to find the average intensity per cell for each one k-cell type. The following procedure can be used to perform this task. (1) classify each pixel in the image as belonging to one k + 1 class (k cell type plus background) according to its spectrum; (2) classify the image into various cell types and Counting the number of cells in the
(3) Sum the spectral energy contributed by each class and divide it by the total number of cells from the corresponding class.

【0261】 この手順はスペクトルおよび空間データ両方の使用を行う。関連するスペクト
ルデータは特徴的な細胞スペクトルの形(すなわちスペクトル「特性」)を取り
、一方空間データは、その多くが目へ同様に現れてくるさまざまな型の細胞(す
なわち細胞ブロット)としてのデータからなる。上記の状況において、細胞は特
徴的なスペクトル特性によって区別できる。それ故、好ましい点操作を、そこで
それぞれのピクセルがk+l値の1つに割り当てられる合成イメージを生成する
ために行う可能性がある。異なる細胞型のスペクトルが、s(λ);i=1,
2,……,k、λ∈[λ,λ]であると知られており、それぞれのピクセル
(x,y)における測定したスペクトルがsx,v(λ)、λ∈[λ,λ
であることを仮定すると、そこで以下のアルゴリズムが分類の可能性ある方法で
ある(上記工程1)。
This procedure makes use of both spectral and spatial data. Relevant spectral data takes the form of characteristic cell spectra (ie, spectral “characteristics”), while spatial data is data as various types of cells (ie, cell blots), many of which also appear to the eye. Consists of In the above situation, cells can be distinguished by characteristic spectral characteristics. Therefore, the preferred point manipulation may be performed to produce a composite image where each pixel is assigned one of the k + 1 values. The spectra of the different cell types are s i (λ); i = 1,
, K, λ∈ [λ 1 , λ n ], and the measured spectrum at each pixel (x, y) is s x, v (λ), λ∈ [λ 1 , Λ n ]
Then, the following algorithm is a possible method of classification (step 1 above).

【0262】 e を細胞型iに接着している染色の公知のスペクトルからの測定したスペ
クトルの逸脱であるとする。次いで最小二乗法「隔たり」定義を採用し、
Let e 2 i be a deviation of the measured spectrum from the known spectrum of the staining attaching to cell type i. Then we adopted the least-squares definition of "distance",

【数6】 と書くことができ、式中Rλは対象のスペクトル領域である。イメージ中のそれ
ぞれの点[ピクセル(x,y)]はここで以下の定義を用いてk+lの1つへ分
類することができる。
(Equation 6) Where R λ is the spectral region of interest. Each point [pixel (x, y)] in the image can now be categorized into one of k + 1 using the following definition.

【数7】 (Equation 7)

【0263】 上の工程2および3(イメージ区分および平均強度の計算)はここで式6およ
び7で記述したアルゴリズムにしたがって作製した合成イメージ上で標準コンピ
ュータ視覚操作を用いた簡単なものである。
Steps 2 and 3 above (calculation of image segmentation and average intensity) are simple using standard computer visual operations on composite images made according to the algorithms described herein in Equations 6 and 7.

【0264】 他のアプローチはそれぞれのピクセルにおいて測定したスペクトルsx,y
λ)をk個の公知蛍光スペクトルの直線組合せ、s(λ);i=1,2,……
,kとして表すことである。この場合、
Another approach is to measure the spectrum s x, y (
λ) is a linear combination of k known fluorescence spectra, s i (λ); i = 1, 2,.
, K. in this case,

【数8】 で解釈する計数ベクトルC=[c,c,……,c]を見いだすであろう。 i=1,2,……,kについてのdF/dc=0に対する解釈(すなわちFを
最小化するcの値を探すこと)は行列式
(Equation 8) , C k ], which is interpreted as a count vector C = [c 1 , c 2 ,..., C k ]. i = 1,2, ......, interpretation of dF / dc i = 0 for k (i.e. to find the value of c i which minimize F) is determinant

【数9】 を導き、式中Aは要素(Equation 9) Where A is an element

【数10】 を持つ次元kの正方行列であり、Bは(Equation 10) Is a square matrix of dimension k with

【数11】 として定義されたベクトルである。[Equation 11] Is a vector defined as

【0265】 算術操作は2つ以上のスペクトルキューブおよび/または与えられたピクセル
の、またはライブラリーからのスペクトルに同じように適用してよい。たとえば
、データの第一スペクトルキューブおよびデータの第二キューブに属しているピ
クセルの相当する組の相当する波長間に算術操作を適用し、たとえばデータの2
つのスペクトルキューブの平均化、時間変化追跡、スペクトル標準化などの目的
のためにデータの結果である第三キューブを得ることを考える。
Arithmetic operations may be similarly applied to two or more spectral cubes and / or spectra of a given pixel or from a library. For example, applying an arithmetic operation between corresponding wavelengths of a corresponding set of pixels belonging to a first spectral cube of data and a second cube of data, e.g.
Consider obtaining a third cube that is the result of the data for purposes such as averaging two spectral cubes, tracking time change, and spectral normalization.

【0266】 多くの場合、スペクトルイメージ内に存在する対象物(たとえば細胞)は、特
に染色したときに、ある程度まで化学成分および/または構造において互いに異
なる。共分散または相関行列を産出することにより、主要成分解析のような非相
関解析を用いて、これらの差を強調する。非相関統計的解析はより多量のデータ
より非相関したデータを抽出することおよびそれらの相関部分中の平均で示され
る。多くの関連した統計学的相関方法が存在する。例には、主要成分解析(PC
A)、規範的変数解析および特異的値分解などが限定はしないが含まれ、これら
の方法のPCAはおそらくより共通のものであり、本語句を上で定義したように
、スペクトルデータの非相関について本発明にしたがって使用する。しかしなが
ら、上に列記したようなものを含むすべての非相関統計的方法は互いに関連し、
任意の特定の非相関方法の使用に本発明の範囲を限定する意図はないという事実
が考えられる。特に、他の非相関統計的方法をあるいは使用してよいので、本発
明の範囲を主要成分解析の使用に限定する意図はない。上で列記した非相関統計
的方法の使用と操作に関する情報は、両方とも本明細書で完全に列記したように
参考文献に組み込まれた、R.A.Johnson and D.W.Wich
en, ”Applied Multivariance Statistic
al Analysis, third edition, Prentice
Hall(1992)およびT.W.Anderson, An Intro
duction to Multivariance Statistical
Analysis, second edition,Wiley and
Sons(1984)で見られる。
In many cases, the objects (eg, cells) present in a spectral image differ from one another in chemical composition and / or structure to some extent, especially when stained. A non-correlation analysis such as principal components analysis is used to emphasize these differences by producing a covariance or correlation matrix. An uncorrelated statistical analysis is indicated by extracting uncorrelated data over a larger amount of data and by means in their correlated portion. There are many related statistical correlation methods. Examples include principal component analysis (PC
A), including, but not limited to, normative variable analysis and specific value decomposition, the PCA of these methods is probably more common and, as defined above, the decorrelation of the spectral data Are used according to the invention. However, all decorrelation statistical methods, including those listed above, are related to each other,
It is possible that the fact that there is no intention to limit the scope of the invention to the use of any particular decorrelation method. In particular, it is not intended that the scope of the invention be limited to the use of principal component analysis, as other uncorrelated statistical methods may be used. Information regarding the use and operation of the uncorrelated statistical methods listed above can be found in R.A., both of which are fully incorporated herein by reference. A. Johnson and D.S. W. Witch
en, "Applied Multivariance Statistical
al Analysis, third edition, Prentice
Hall (1992) and T.W. W. Anderson, An Intro
Duction to Multivariance Statistical
Analysis, second edition, Wiley and
Sons (1984).

【0267】 さらに、以下の記述から明らかになるであろうように、非相関統計的方法の手
段はさまざまな改良を用いて行ってよい。本発明の概念は任意の特定の改良に依
存しないので、本発明の範囲は以下に記述するような任意の特定の改良に限定さ
れると言う意図はない。
Further, as will become apparent from the description below, the means of decorrelation statistical methods may be performed with various refinements. Since the inventive concept does not depend on any particular refinement, the scope of the present invention is not intended to be limited to any particular refinement as described below.

【0268】 共分散を用いた主要成分解析の簡単な記述を以下に与える。主要成分解析に関
するさらなる詳細については、Martens and Naes (1989
) Multivariate Calibration,John Wile
y & Sons,Great Britain; およびEsbensen等
,Eds,(1994) Multi variance analysis−
実際にはCAMOとしてのコンピュータ補助モデリングおよびUnscramb
ler’s User’sガイド、Trondheim,Norwayを参照の
こと。
A brief description of principal component analysis using covariance is provided below. For further details on principal component analysis, see Martins and Naes (1989).
) Multivariate Calibration, John Wile
y & Sons, Great Britain; and Esbensen et al., Eds, (1994) Multi variance analysis-
In fact, computer-assisted modeling as CAMO and Unscramble
See ler's User's Guide, Trondheim, Norway.

【0269】 したがって、波長λ(i=1,…,N)でのイメージのピクセルの強度をこ
こで、その波長がピクセル数qと等しいベクトルと見なす。測定のあらゆる波長
に対して1つ、つまり計N個のこれらのベクトルが存在するので、これらのベク
トルがq列およびN段で行列B’に配列できる。
Thus, the intensity of a pixel of the image at wavelength λ i (i = 1,..., N) is now considered as a vector whose wavelength is equal to the number q of pixels. Since there is one, or N total, of these vectors for every wavelength of measurement, these vectors can be arranged in a matrix B 'with q columns and N stages.

【数12】 (Equation 12)

【0270】 行列B’のそれぞれの段について平均は以下のように定義される:The mean for each stage of the matrix B 'is defined as follows:

【数13】 そして第二の標準化行列Bは(Equation 13) And the second standardization matrix B is

【数14】 のように定義される。[Equation 14] Is defined as

【0271】 共分散行列Cは次元N×Nの行列B:C=B・Bとして定義する。Cは対角
化され、C・V=μ(式中VおよびNは直交単位ベクターであり、μ は第i単位ベクトルVの方向への変数を表している固有値である)によって
関連する固有ベクトルおよび固有値である。一般的に、最も少ない成分はピクセ
ルの関数として最も高い変数を表す。
A covariance matrix C is a matrix of dimension N × N B: C = BT-Define as B. C is diagonal
And CVi= ΜiVi(Where ViAnd N are orthogonal unit vectors, μ i Is the i-th unit vector ViIs the eigenvalue representing the variable in the direction of
Associated eigenvectors and eigenvalues. In general, the least components are
Represents the highest variable as a function of the

【0272】 積BV(i=1,…,N)は直交主成分の要素上でのスペクトルイメージの
投影である。これらはqつの要素(q=ピクセルの数)を持つベクトルであり、
黒色および白色イメージとして別々に表示できる。これらのイメージは、特定の
波長または波長範囲において濾光された通常の黒色および白色イメージから明ら
かではない特徴を示している可能性がある。
The product BV i (i = 1,..., N) is the projection of the spectral image on the orthogonal principal components. These are vectors with q elements (q = number of pixels),
Can be displayed separately as black and white images. These images may exhibit features that are not apparent from the regular black and white images filtered at a particular wavelength or wavelength range.

【0273】 実施例3 材料と方法乳癌 試料:すべての試料は適度に分化した浸潤している腺管癌である79人の女性
より入手した。試料を横切断し、従来のプロトコールにしたがった染色のために
調整した。
Example 3 Materials and Methods Breast Cancer Samples : All samples were obtained from 79 women with moderately differentiated invasive ductal carcinoma. Samples were transected and prepared for staining according to conventional protocols.

【0274】 染色プロトコール:染色を標準VantanaまたはDAKO自動化免疫染色
プロトコールにしたがって行った。
Staining protocol : Staining was performed according to standard Vantana or DAKO automated immunostaining protocols.

【0275】 測定:SPECTRACUBETM装置に連結した顕微鏡(Nikon Ec
lipse E−800)を、もっとも安定な照明のために伝達光ランプを持つ
Koehler照明に対して最大電圧(12V)にあわせた。中間密度および色
フィルター(FG3および抗反射フィルター)を光路内に導入し、強度とスペク
トル色バランスを調節した。SPECTRACUBE捕捉パラメータは300フ
レーム、512仮想フレーム、波長幅440から760nm、176ms/フレ
ームであった。
Measurement : Microscope (Nikon Ec) connected to SPECTRACUBE instrument
(Lipse E-800) was adjusted to the maximum voltage (12 V) for Koehler illumination with a transmission light lamp for the most stable illumination. Intermediate density and color filters (FG3 and anti-reflection filters) were introduced in the light path to adjust the intensity and spectral color balance. The SPECTRACUBE acquisition parameters were 300 frames, 512 virtual frames, wavelength width 440 to 760 nm, 176 ms / frame.

【0276】 まず、「純粋色素」、すなわちヘマトキシリン、DAB、AECおよびファス
トレッド(それぞれ着色料のみ)スペクトルキューブを捕捉し、そこからの代表
的なスペクトルを純粋色素スペクトルライブラリーを形成するために使用した。
First, the “pure dye”, ie, hematoxylin, DAB, AEC, and Fast Red (each only a colorant) spectral cube is captured and a representative spectrum therefrom is used to form a pure dye spectral library. did.

【0277】 ついでそれぞれの試料のスペクトルキューブを捕獲した。そしてSPECTR
ACUBETM取扱説明書内で記述したようなSPECTRACUBETMアル
ゴリズム、SpyViewを、それぞれのスペクトル成分、閾値二元化イメージ
およびそれらの混合分類イメージのRGBイメージ、グレーレベルイメージを得
るために使用した。
Next, a spectrum cube of each sample was captured. And SPECTR
ACUBE TM instruction manual in SPECTRACUBE TM algorithm as described in the SpyView, was used to obtain each spectral component, threshold two yuan of image and RGB image thereof mixed classification image, the gray level image.

【0278】子宮頸癌 試料:中年女性のパップスミア(pap smear)を従来の手順で収集し
た。
Cervical cancer samples : Middle-aged female pap smears were collected by conventional procedures.

【0279】 染色プロトコール:染色を本質的に、本明細書で完全に列記されたように参考
文献にて組み込まれている、G.Papanicolaou(1942) A
new procedure for staining vaginal s
mears. Science 95:438−439に記載のようであった。
Staining Protocol : Staining is described in G., et al., Essentially incorporated by reference as fully listed herein. Papanicolaou (1942) A
new procedure for staking vaginals
means. Science 95: 438-439.

【0280】 測定:SPECTRACUBETM装置に連結した顕微鏡(Nikon Ec
lipse E−800)を、もっとも安定な照明のために伝達光ランプを持つ
Koehler照明に対して最大電圧(12V)にあわせた。中間密度および色
フィルター(FG3および抗反射フィルター)を光路内に導入し、強度とスペク
トル色バランスを調節した。SPECTRACUBE捕捉パラメータは300フ
レーム、512仮想フレーム、波長幅440から760nm、176ms/フレ
ームであった。
Measurement : Microscope (Nikon Ec) connected to SPECTRACUBE instrument
(Lipse E-800) was adjusted to the maximum voltage (12 V) for Koehler illumination with a transmission light lamp for the most stable illumination. Intermediate density and color filters (FG3 and anti-reflection filters) were introduced in the light path to adjust the intensity and spectral color balance. The SPECTRACUBE acquisition parameters were 300 frames, 512 virtual frames, wavelength width 440 to 760 nm, 176 ms / frame.

【0281】 まず、「純粋色素」、すなわちハリスヘマトキシリン、エオシン、オレンジG
およびライトグリーンSF、ビスマルクブラウンY(それぞれ着色料のみ)スペ
クトルキューブを捕捉し、そこからの代表的なスペクトルを純粋色素スペクトル
ライブラリーを形成するために使用した。
First, “pure dyes”, namely, harris hematoxylin, eosin, orange G
And Light Green SF, Bismarck Brown Y (each colorant only) spectral cubes were captured and representative spectra from them were used to form a pure dye spectral library.

【0282】 ついで子宮頸癌試料のスペクトルキューブを捕獲した。そしてSPECTRA
CUBETM取扱説明書で記述したようなSPECTRACUBETMアルゴリ
ズム、SpyViewを、それぞれのスペクトル成分、閾値二元化イメージおよ
びそれらの混合分類イメージのRGBイメージ、グレーレベルイメージを得るた
めに使用した。
[0282] A spectral cube of the cervical cancer sample was then captured. And SPECTRA
The SPECTRACUBE algorithm, SpyView, as described in the CUBE instruction manual, was used to obtain RGB images, gray level images of the respective spectral components, threshold binarized images and their mixed classification images.

【0283】 実施例4 実験結果 2つのよく特性化された実験モデル、乳癌および子宮頸癌試料が本方法による
方法の実行可能性および実用性を明らかにするのに役立った。
Example 4 Experimental Results Two well-characterized experimental models, breast cancer and cervical cancer samples, have helped to demonstrate the feasibility and practicality of the method according to the present method.

【0284】 図7は、6つの単一着色料染色乳癌試料からSPECTRACUBETM装置
を用いて測定した2つの組織学的染色(ヘマトキシリンおよびエオシン)および
4つの免疫組織化学的染色(DAB、ファストレッド、AECおよびBCIP/
NBT)を表す。ピーク波長を右側に示す。それぞれの染色が特徴的なスペクト
ルを持ち、それは本明細書以下にさらに例示しているように、それらそれぞれに
関連したスペクトル成分の同時の共検出を可能にすることに注意すること。
[0284] Figure 7, six single colorant stain breast cancer samples from SPECTRACUBE TM device two histological staining was measured using (hematoxylin and eosin) and four immunohistochemical staining (DAB, Fast Red, AEC and BCIP /
NBT). The peak wavelength is shown on the right. Note that each stain has a characteristic spectrum, which allows for simultaneous co-detection of the spectral components associated with each of them, as further exemplified herein below.

【0285】 図8−11はそのような実験を表す。すべてのイメージは、本明細書以上で記
述したように、SPECTRACUBETM装置およびそのさまざまな測定法お
よび解析アルゴリズムを用いて測定した。
FIGS. 8-11 represent such an experiment. All images were measured using the SPECTRACUBE instrument and its various measurement and analysis algorithms as described herein above.

【0286】 図8A−Eは、すでに独立してER(+)/PR(+)であると決定された乳
癌のイメージを表す。試料を組織学的染色ヘマトキシリンおよび免疫組織化学的
染色、抗ER−DABで共染色した。図8Aは図6に関連して本明細書以上で記
述したRGBアルゴリズムを使用した、試料からのRGBイメージを表す。図8
B−Dはそれぞれヘマトキシリン、DABおよびAECスペクトル成分の二元化
イメージを示す。これらの二元化イメージはそれぞれのピクセルでのそれぞれの
成分の強度を示している閾値グレースケールイメージによって入手した。図8D
はPR(−)腫瘍に対する模擬として役立つ。図8Eは分類オーバーレイイメー
ジを表し、そこで上記スペクトル成分はそれぞれ赤色、緑色および青色に強調さ
れる。予測したように、AECスペクトル成分は検出できず、またヘマトキシリ
ンおよびDABのスペクトル成分は容易に検出可能であることに注意すべきであ
る。分類イメージは、調査した癌細胞または組織の存在/不在/攻撃レベル/診
断および/または診断を評価することにおいて病理学者を補助する。
FIGS. 8A-E represent images of breast cancer that have already been independently determined to be ER (+) / PR (+). Samples were co-stained with histologically stained hematoxylin and immunohistochemical staining, anti-ER-DAB. FIG. 8A represents an RGB image from a sample using the RGB algorithm described herein above in connection with FIG. FIG.
BD show binary images of hematoxylin, DAB and AEC spectral components, respectively. These binary images were obtained by threshold grayscale images showing the intensity of each component at each pixel. FIG. 8D
Serves as a mimic for PR (-) tumors. FIG. 8E shows a classification overlay image, where the spectral components are highlighted in red, green and blue, respectively. It should be noted that, as expected, the AEC spectral components are not detectable, and the hematoxylin and DAB spectral components are easily detectable. The classification image assists the pathologist in assessing the presence / absence / aggression level / diagnosis and / or diagnosis of the investigated cancer cells or tissues.

【0287】 図9A−Eはすでに独立してER(+)/PR(+)であると決定された乳癌
細胞のイメージを表す。この試料はまた組織学的染色ヘマトキシリンおよび免疫
組織化学的染色、抗PR−AECで共染色した。図9Aは試料のRGBイメージ
を表す。図9B−Dはそれぞれヘマトキシリン、DABおよびAECスペクトル
成分の二元化イメージを表し、一方図9Eは分類オーバーレイイメージを表し、
そこで上記スペクトル成分はそれぞれ、赤色、緑色、青色で強調される。予測し
たように、DABスペクトル成分は検出できず、またヘマトキシリンおよびAE
C両方のスペクトル成分は容易に検出可能であることに注意すべきである。
FIGS. 9A-E show images of breast cancer cells that have already been independently determined to be ER (+) / PR (+). This sample was also co-stained with histological staining hematoxylin and immunohistochemical staining, anti-PR-AEC. FIG. 9A shows an RGB image of the sample. 9B-D represent binarized images of hematoxylin, DAB and AEC spectral components, respectively, while FIG. 9E represents a classification overlay image;
Thus, the spectral components are enhanced in red, green, and blue, respectively. As expected, no DAB spectral components were detectable and hematoxylin and AE
It should be noted that both C spectral components are easily detectable.

【0288】 図10A−Eは、先の試料と同様に、すでに独立してER(+)/PR(+)
であると決定された乳癌細胞のイメージを表す。しかしながら、この場合試料は
、組織学的染色ヘマトキシリンおよびすでに使用したAECにかわって、免疫組
織化学的染色、抗PR−ファストレッドで共染色した。図10Aは試料のRGB
イメージを表す。図10B−Dはそれぞれヘマトキシリン、DABおよびファス
トレッドスペクトル成分の二元化イメージを示す。図10Eは分類オーバーレイ
イメージを表し、そこで上記スペクトル成分はそれぞれ、赤色、緑色、青色で強
調される。予測したように、特に領域の下方部分で形成された人工物結晶を除き
、DABスペクトル成分は本試料で検出できず、またヘマトキシリンおよびファ
ストレッド両方のスペクトル成分は容易に検出可能であることに注意すべきであ
る。
FIGS. 10A-E show that the ER (+) / PR (+) are already independent, as in the previous sample.
1 represents an image of a breast cancer cell determined to be. However, in this case the samples were co-stained with immunohistochemical staining, anti-PR-fast red, replacing the histological staining hematoxylin and AEC already used. FIG. 10A shows the RGB values of the sample.
Represents an image. FIGS. 10B-D show binary images of hematoxylin, DAB and Fast Red spectral components, respectively. FIG. 10E shows a classification overlay image, where the spectral components are highlighted in red, green, and blue, respectively. Note that, as expected, DAB spectral components are not detectable in this sample, and that both hematoxylin and fast red spectral components are easily detectable, except for artificial crystals, especially formed in the lower part of the region. Should.

【0289】 図11A−Eはすでに独立してER(+)/PR(+)であると決定された乳
癌細胞のイメージを表す。この試料はまた組織学的染色ヘマトキシリンおよび免
疫組織化学的染色、抗ER−DAB、抗PR−ファストレッドで共染色した。図
11Aは試料のRGBイメージを表す。図11B−Dはそれぞれヘマトキシリン
、DABおよびファストレッドスペクトル成分の二元化イメージを表す。図11
Eは分類オーバーレイイメージを表し、そこで上記スペクトル成分はそれぞれ、
赤色、緑色、青色で強調される。抗ER−DABおよび抗PR−ファストレッド
で共染色した領域を黄色で示す。予測したように、ヘマトキシリン、DABおよ
びファストレッドスペクトル成分は容易に検出可能であることに注意すべきであ
る。
FIGS. 11A-E show images of breast cancer cells that have already been independently determined to be ER (+) / PR (+). This sample was also co-stained with histologically stained hematoxylin and immunohistochemical staining, anti-ER-DAB, anti-PR-fast red. FIG. 11A shows an RGB image of the sample. FIGS. 11B-D show binarized images of hematoxylin, DAB and Fast Red spectral components, respectively. FIG.
E represents the classification overlay image, where each of the spectral components is
Highlighted in red, green and blue. Areas co-stained with anti-ER-DAB and anti-PR-fast red are shown in yellow. It should be noted that, as expected, hematoxylin, DAB and Fast Red spectral components are easily detectable.

【0290】 図12A−Fはすでに独立してER(+)/PR(+)であると決定された乳
癌細胞のイメージを表す。この試料は組織学的染色ヘマトキシリンおよびエオシ
ンと免疫組織化学的染色、抗ER−DAB、抗PR−ファストレッドで共染色し
た。図12Aは試料のRGBイメージを表す。図12B−Eはそれぞれヘマトキ
シリン、エオシン、DABおよびファストレッドスペクトル成分の二元化イメー
ジを表す。図12Fは分類オーバーレイイメージを表し、そこで上記スペクトル
成分はそれぞれ、青色、紫色、緑色、赤色で強調され、SPECTRACUBE TM 装置の4つの異なるスペクトル成分を分離する能力を示している。したがっ
て、この実施例は、同時に核(ヘマトキシリン)、細胞質(エオシン)、エスト
ロゲンレセプター(ER、抗ER/HRP/DABで検出)およびプロゲステロ
ンレセプター(PR、抗PR/HRP/DABで検出)の染色を示している染色
した乳癌組織切片を示す。イメージにおいて、いくつかのER(+)細胞と、よ
り少ないPR(+)細胞が示された。スライド全体の異なる領域では、腺管間(
ER(+)/PR(+))および腺管間(ER(+)/PR(−))癌を示した
。このイメージは脈管を示し、したがって主としてER(+)/PR(−)癌細
胞が予想された。
FIGS. 12A-F show milk independently determined to be ER (+) / PR (+).
1 shows an image of a cancer cell. This sample contains histologically stained hematoxylin and eosin.
And immunohistochemical staining, anti-ER-DAB, anti-PR-fast red
Was. FIG. 12A shows an RGB image of the sample. FIGS. 12B-E show hematoki, respectively.
Binary image of cylin, eosin, DAB and fast red spectral components
Represents FIG. 12F shows a classification overlay image where the spectrum
Ingredients are highlighted in blue, purple, green and red, respectively, SPECTRACUBE TM Figure 4 illustrates the ability of the device to separate four different spectral components. Accordingly
In this example, the nucleus (hematoxylin), cytoplasm (eosin), est
Rogen receptor (ER, detected by anti-ER / HRP / DAB) and progester
Showing staining for non-receptors (PR, detected with anti-PR / HRP / DAB)
2 shows a section of a breast cancer tissue obtained. In the image, some ER (+) cells
Fewer PR (+) cells were shown. In different areas of the entire slide,
ER (+) / PR (+)) and interductal (ER (+) / PR (-)) cancer
. This image shows the vessels and therefore mainly ER (+) / PR (-) tumor cells.
A vesicle was expected.

【0291】 図13は、5つの単一着色料で染色した子宮頸癌試料からSPECTRACU
BETM装置を用いて測定した5つの組織学的染色(ハリスヘマトキシリン、エ
オシン、オレンジG、ライトグリーンSF、ビスマルクブラウンY)の非標準化
スペクトルを表す。ピーク波長を右に示す。
FIG. 13 shows SPECTRACU from a cervical cancer sample stained with five single colorants.
FIG. 4 represents the non-standardized spectrum of five histological stains (Harris Hematoxylin, Eosin, Orange G, Light Green SF, Bismarck Brown Y) measured using a BETM instrument. The peak wavelength is shown on the right.

【0292】 図14A−Gは パパニコラウ(Pap)染色として本技術分野で公知である
ものを集合的に形成する、組織学的染色、ハリスヘマトキシリン、エオシン、オ
レンジG、ライトグリーンSF、ビスマルクブラウンYで共染色した子宮頸癌試
料のイメージを表す。図14Aは試料のRGBイメージを示す。図14B−Fは
それぞれハリスヘマトキシリン、エオシン、オレンジG、ライトグリーンSFお
よびビスマルクブラウンYスペクトル成分の二元化イメージを示す。図14Eは
分類オーバーレイイメージを示し、そこで上記スペクトル成分はそれぞれ青色、
桃色、オレンジ色、緑色、灰色で強調され、それらの組合せによって示した多彩
な分類オーバーレイイメージを形成する。使用したそれぞれの染色が、使用した
SPECTRACUBETM装置の高いスペクトルおよび空間的分解度のための
みで解析できた固有の染色パターンを持つことに注意すべきである。
FIGS. 14A-G show histological stains, Harris Hematoxylin, Eosin, Orange G, Light Green SF, Bismarck Brown Y, collectively forming what is known in the art as Papanicolaou (Pap) stain. 1 represents an image of a co-stained cervical cancer sample. FIG. 14A shows an RGB image of the sample. 14B-F show binary images of Harris Hematoxylin, Eosin, Orange G, Light Green SF and Bismarck Brown Y spectral components, respectively. FIG. 14E shows a classification overlay image where the spectral components are blue,
It is highlighted in pink, orange, green, and gray and forms a versatile classified overlay image indicated by their combination. It should be noted that each stain used had a unique staining pattern that could only be analyzed due to the high spectral and spatial resolution of the SPECTRACUBE instrument used.

【0293】 本明細書で示したデータは、多数の着色料で共染色した生物学的試料の解析に
おいて高スペクトルおよび空間分解度を持っている装置の有用性を示している。
The data presented herein demonstrate the utility of devices having high spectral and spatial resolution in analyzing biological samples co-stained with multiple colorants.

【0294】 本実施例下で使用したアルゴリズムおよび表示が数々の他のアルゴリズムおよ
び表示に置き換えることが可能であり、ひとつの例が、本明細書で完全に列記さ
れたように参考文献に組み込まれた米国特許第08/984,990号に記載の
直線分解アルゴリズムであることが、当業者によって評価されるであろう。この
アルゴリズムを使用することで、解析者は別なとても類似した直接の結果を得る
ことができるであろう。
The algorithms and representations used under this example can be replaced by a number of other algorithms and representations, one example of which is incorporated by reference as if fully set forth herein. Those skilled in the art will appreciate that the linear decomposition algorithm is described in U.S. Patent No. 08 / 984,990. Using this algorithm, the analyst would be able to obtain another very similar direct result.

【0295】 本発明はその特定の実施様態に関連して記述されてきたが、多くの改変、変更
および変化が当業者によって評価されるであろうことが明らかである。したがっ
て、付随する請求項の意図および広い範囲内であるそのような改変、変更、変化
のすべてが含まれるつもりである。
Although the present invention has been described in relation to particular embodiments thereof, it is evident that many modifications, changes and variations will be appreciated by those skilled in the art. It is therefore intended that all such modifications, alterations, and variations that fall within the spirit and scope of the appended claims be included.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 米国特許出願第08/392,019号(従来技術)に準じて構成したイメー
ジング分光計の主要構成要素を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the main components of an imaging spectrometer configured according to US patent application Ser. No. 08 / 392,019 (prior art).

【図2】 米国特許出願第08/392,019号(従来技術)に準じてイメージング分
光計に使用される非移動型干渉計、すなわち、Sagnac干渉計を示す。
FIG. 2 shows a non-moving interferometer, ie, a Sagnac interferometer, used in an imaging spectrometer according to US patent application Ser. No. 08 / 392,019 (prior art).

【図3A】 テキサスレッド及びローダミンに結合させた2種の異なるプローブを用いて実
施した中間相FISHを示す。
FIG. 3A shows a mesophase FISH performed with two different probes conjugated to Texas Red and Rhodamine.

【図3B】 テキサスレッド及びローダミンに結合させた2種の異なるプローブを用いて実
施した中間相FISHを示す。
FIG. 3B shows mesophase FISH performed using two different probes conjugated to Texas Red and Rhodamine.

【図3C】 テキサスレッド及びローダミンに結合させた2種の異なるプローブを用いて実
施した中間相FISHを示す。
FIG. 3C shows mesophase FISH performed with two different probes conjugated to Texas Red and Rhodamine.

【図4A】 各々異なる蛍光体で標識した6種の異なるプローブについてSPECTRAC
UBE(商標)装置を用いて実施した中間相FISHである。
FIG. 4A. SPECTRAC for 6 different probes, each labeled with a different fluorophore.
Interphase FISH performed using UBE ™ equipment.

【図4B】 各々異なる蛍光体で標識した6種の異なるプローブについてSPECTRAC
UBE(商標)装置を用いて実施した中間相FISHである。
FIG. 4B. SPECTRAC for 6 different probes, each labeled with a different fluorophore.
Interphase FISH performed using UBE ™ equipment.

【図4C】 各々異なる蛍光体で標識した6種の異なるプローブについてSPECTRAC
UBE(商標)装置を用いて実施した中間相FISHである。
FIG. 4C. SPECTRAC for 6 different probes, each labeled with a different fluorophore.
Interphase FISH performed using UBE ™ equipment.

【図5A】 SPECTRACUBE(商標)装置を用いて得られた、24種の染色体ペイ
ントと正常雄染色体スプレッドとのハイブリダイゼイションの結果を示す。
FIG. 5A shows the results of hybridization between 24 chromosome paints and a normal male chromosome spread obtained using a SPECTRACUBE ™ apparatus.

【図5B】 SPECTRACUBE(商標)装置を用いて得られた、24種の染色体ペイ
ントと正常雄染色体スプレッドとのハイブリダイゼイションの結果を示す。
FIG. 5B shows the results of hybridization between 24 chromosome paints and a normal male chromosome spread obtained using a SPECTRACUBE ™ apparatus.

【図5C】 SPECTRACUBE(商標)装置を用いて得られた、24種の染色体ペイ
ントと正常雄染色体スプレッドとのハイブリダイゼイションの結果を示す。
FIG. 5C shows the results of hybridization between 24 chromosome paints and a normal male chromosome spread obtained using a SPECTRACUBE ™ apparatus.

【図6】 選択されたスペクトル範囲を強調するための擬似RGB(赤、緑及び青)色の
定義を示す。
FIG. 6 illustrates the definition of pseudo RGB (red, green and blue) colors to enhance selected spectral ranges.

【図7】 6種の単一染色剤で染色した乳癌試料から、SPECTRACUBE(商標)
装置を用いて測定した、2種の組織染色剤(ヘマトキシリン及びエオシン)及び
4種の免疫組織化学染色剤(DAB、ファストレッド、AEC及びBCIP/N
BT)の非正規化スペクトルを示す。
FIG. 7. SPECTRACUBE ™ from breast cancer samples stained with six single stains
Two tissue stains (hematoxylin and eosin) and four immunohistochemical stains (DAB, Fast Red, AEC and BCIP / N) were measured using the instrument.
3 shows an unnormalized spectrum of (BT).

【図8】 組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗ER−DABで共染色し
た、予めER(+)/PR(+)であると分かっている乳癌試料のイメージを示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an image of a breast cancer sample known to be ER (+) / PR (+) previously co-stained with a tissue stain, hematoxylin, and an immunohistochemical stain, anti-ER-DAB.

【図9】 組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗PR−AECで共染色し
た、予めER(+)/PR(+)であると分かっている乳癌試料のイメージを示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an image of a breast cancer sample which has been known to be ER (+) / PR (+) in advance, which has been co-stained with a tissue staining agent hematoxylin and an immunohistochemical staining agent anti-PR-AEC.

【図10】 組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗PRファストレッドで共
染色した、予めER(+)/PR(+)であると分かっている乳癌試料のイメー
ジを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an image of a breast cancer sample previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with a tissue stain, hematoxylin, and an immunohistochemical stain, anti-PR Fast Red.

【図11】 組織染色剤ヘマトキシリン及び免疫組織化学染色剤抗ER−DAB及び抗PR
−ファストレッドで共染色した、予めER(+)/PR(+)であると分かって
いる乳癌試料のイメージを示す図である。
FIG. 11. Tissue stain hematoxylin and immunohistochemical stain anti-ER-DAB and anti-PR
FIG. 9 shows images of breast cancer samples previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with Fast Red.

【図12】 組織染色剤ヘマトキシリン及びエオシン並びに免疫組織化学染色剤抗ER−D
AB及び抗PR−ファストレッドで共染色した、予めER(+)/PR(+)で
あると分かっている乳癌試料のイメージを示す図である。
FIG. 12. Hematoxylin and eosin histostains and anti-ER-D immunohistochemical stains
FIG. 4 shows images of breast cancer samples previously known to be ER (+) / PR (+) co-stained with AB and anti-PR-Fast Red.

【図13】 5種の単一染色剤で染色した子宮頸癌試料から、SPECTRACUBE(商
標)装置を用いて測定した、5種の組織染色剤(ハリスヘマトキシリン、エオシ
ン、オレンジG、ライトグリーンSF及びビスマルクブラウンY)の非正規化ス
ペクトルである。
FIG. 13 shows five tissue stains (Harris hematoxylin, eosin, orange G, light green SF and light green) measured using a SPECTRACUBE ™ instrument from cervical cancer samples stained with five single stains. It is an unnormalized spectrum of Bismarck Brown Y).

【図14】 組織染色剤であって、いっしょになってパパニコラウ染色剤として当該技術分
野で知られているものを形成するハリスヘマトキシリン、エオシン、オレンジG
、ライトグリーンSF及びビスマルクブラウンYで共染色した子宮頸癌試料のイ
メージを示す。
FIG. 14: Harris hematoxylin, eosin, orange G, a tissue stain that together form what is known in the art as a Papanicolaou stain
1 shows images of cervical cancer samples co-stained with Light Green SF and Bismarck Brown Y.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 21/78 G01N 21/78 C 33/533 33/533 33/58 33/58 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (72)発明者 カビブ, ダリオ イスラエル, 23840 ティムラット, ハブロシュ 7 (72)発明者 バックワルド, ロバート イスラエル, 30095 ラマット イシェ イ, ハダガン ストリート (番地な し) Fターム(参考) 2G045 CB01 DA12 DA13 FA16 FB01 FB03 FB07 FB12 FB13 2G054 BB08 CA22 GB02 4B063 QA08 QA19 QQ02 QQ42 QQ79 QQ96 QR02 QR13 QR15 QR48 QS03 QS22 QS28 QS33 QS36 QS39 QX02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 21/78 G01N 21/78 C 33/533 33/533 33/58 33/58 A (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA ( AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ , D , DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventors Kabib, Dario Israel, 23840 Timrat, Habrosh 7 (72) Inventors Buckwald, Robert Israel, 30095 Ramat Islay , Hadagan Street (without address) F-term (reference) 2G045 CB01 DA12 DA13 FA16 FB01 FB03 FB07 FB12 FB13 2G054 BB08 CA22 GB02 4B063 QA08 QA19 QQ02 QQ42 QQ79 QQ96 QR02 QR13 QR15 QR48 QS03 QS33 QS22 QS33

Claims (63)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生物試料のインサイチュ分析方法であって、 (a)生物試料を、第一染色剤が第一免疫組織化学染色剤と、第一組織染色剤と
、第一DNA倍数性染色剤とからなる群から選択されたものであり、第二染色剤
が第二免疫組織化学染色剤と、第二組織染色剤と、第二DNA倍数性染色剤とか
らなる群から選択されたものであるN種の染色剤で染色する工程であって、但し
Nは3を超える整数であり、さらに、 (i)前記第一染色剤が前記第一免疫組織化学染色剤である場合には、前記第
二染色剤は、前記第二組織染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり、 (ii)前記第一染色剤が前記第一組織染色剤である場合には、前記第二染色
剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり、一
方、 (iii)前記第一染色剤が前記第一DNA倍数性染色剤である場合には、前
記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二組織染色剤である、
工程と、 (b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを
採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記N種の染色剤を、
前記N種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取できるように選択する
工程と、 を含む方法。
1. A method for in-situ analysis of a biological sample, comprising: (a) a biological sample, wherein the first stain is a first immunohistochemical stain, a first tissue stain, and a first DNA ploidy stain. Wherein the second staining agent is selected from the group consisting of a second immunohistochemical staining agent, a second tissue staining agent, and a second DNA ploidy staining agent. A step of staining with a certain N kinds of staining agents, wherein N is an integer greater than 3, and (i) when the first staining agent is the first immunohistochemical staining agent, The second stain is the second tissue stain or the second DNA ploidy stain, and (ii) the second stain is used when the first stain is the first tissue stain. Is the second immunohistochemical stain or the second DNA ploidy stain, while When i) the first staining agent is the first DNA ploidy stain, the second staining agent is the second immunohistochemistry stain or the second staining agent,
And (b) collecting spectral data from the biological sample using a spectral data collecting device, wherein the spectral data collecting device and the N-type staining agent are:
Selecting such that spectral components associated with each of the N dyes can be collected.
【請求項2】 前記スペクトルデータ採取装置が、干渉計系スペクトルデー
タ採取装置と、フィルター系スペクトルデータ採取装置と、分散要素系スペクト
ルデータ採取装置とからなる群から選択されたものである、請求項1に記載の方
法。
2. The spectrum data acquisition device is selected from the group consisting of an interferometer-based spectrum data acquisition device, a filter-based spectrum data acquisition device, and a dispersive element-based spectrum data acquisition device. 2. The method according to 1.
【請求項3】 前記第一免疫組織化学染色剤及び前記第二免疫組織化学染色
剤が、各々独立的に一次抗体を含む、請求項1に記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein said first immunohistochemical stain and said second immunohistochemical stain each independently comprise a primary antibody.
【請求項4】 前記一次抗体が、抗エストロゲンレセプター抗体、抗プロゲ
ステロンレセプター抗体、抗p53抗体、抗Her−2/neu抗体、抗EGF
R抗体、抗カテプシンD抗体、抗Bcl−2抗体、抗Eカドヘリン抗体、抗CA
125抗体、抗CA15−3抗体、抗CA19−9抗体、抗c−erbB−2抗
体、抗P−糖タンパク質抗体、抗CEA抗体、抗網膜芽細胞腫タンパク質抗体、
抗ras腫瘍タンパク質抗体、抗ルイスX抗体、抗Ki−67抗体、抗PCNA
抗体、抗CD3抗体、抗CD4抗体、抗CD5抗体、抗CD7抗体、抗CD8抗
体、抗CD9/p24抗体、抗CD10抗体、抗CD11c抗体、抗CD13抗
体、抗CD14抗体、抗CD15抗体、抗CD19抗体、抗CD20抗体、抗C
D22抗体、抗CD23抗体、抗CD30抗体、抗CD31抗体、抗CD33抗
体、抗CD34抗体、抗CD35抗体、抗CD38抗体、抗CD41抗体、抗L
CA/CD45抗体、抗CD45RO抗体、抗CD45RA抗体、抗CD39抗
体、抗CD100抗体、抗CD95/Fas抗体、抗CD99抗体、抗CD10
6抗体、抗ユビキチン抗体、抗CD71抗体、抗c−myc抗体、抗サイトケラ
チン抗体、抗ビメンチン抗体、抗HPVタンパク質抗体、抗カッパL鎖抗体、抗
ラムダL鎖抗体、抗メラノソーム抗体、抗前立腺特異的抗原抗体、抗S−100
抗体、抗タウ抗原抗体、抗フィブリン抗体、抗ケラチン抗体及び抗Tn抗原抗体
からなる群から選択されたものである、請求項3に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the primary antibody is an anti-estrogen receptor antibody, an anti-progesterone receptor antibody, an anti-p53 antibody, an anti-Her-2 / neu antibody, an anti-EGF
R antibody, anti-cathepsin D antibody, anti-Bcl-2 antibody, anti-E-cadherin antibody, anti-CA
125 antibody, anti-CA15-3 antibody, anti-CA19-9 antibody, anti-c-erbB-2 antibody, anti-P-glycoprotein antibody, anti-CEA antibody, anti-retinoblastoma protein antibody,
Anti-ras oncoprotein antibody, anti-Lewis X antibody, anti-Ki-67 antibody, anti-PCNA
Antibody, anti-CD3 antibody, anti-CD4 antibody, anti-CD5 antibody, anti-CD7 antibody, anti-CD8 antibody, anti-CD9 / p24 antibody, anti-CD10 antibody, anti-CD11c antibody, anti-CD13 antibody, anti-CD14 antibody, anti-CD15 antibody, anti-CD19 Antibody, anti-CD20 antibody, anti-C
D22 antibody, anti-CD23 antibody, anti-CD30 antibody, anti-CD31 antibody, anti-CD33 antibody, anti-CD34 antibody, anti-CD35 antibody, anti-CD38 antibody, anti-CD41 antibody, anti-L
CA / CD45 antibody, anti-CD45RO antibody, anti-CD45RA antibody, anti-CD39 antibody, anti-CD100 antibody, anti-CD95 / Fas antibody, anti-CD99 antibody, anti-CD10
6, Anti-ubiquitin antibody, anti-CD71 antibody, anti-c-myc antibody, anti-cytokeratin antibody, anti-vimentin antibody, anti-HPV protein antibody, anti-kappa light chain antibody, anti-lambda light chain antibody, anti-melanosome antibody, anti-prostate specific Antibody, Anti-S-100
4. The method according to claim 3, wherein the method is selected from the group consisting of an antibody, an anti-tau antigen antibody, an anti-fibrin antibody, an anti-keratin antibody, and an anti-Tn antigen antibody.
【請求項5】 前記一次抗体が、検出可能成分で標識したものである、請求
項3に記載の方法。
5. The method of claim 3, wherein said primary antibody is labeled with a detectable component.
【請求項6】 前記検出可能成分が、蛍光染料である、請求項5に記載の方
法。
6. The method according to claim 5, wherein said detectable component is a fluorescent dye.
【請求項7】 前記蛍光染料が、フルオレセイン、ローダミン、テキサスレ
ッド、Cy2、Cy3、Cy5、VECTORレッド、ELF(商標)(酵素標
識フルオレセンス)、Cy0、Cy0.5、Cy1、Cy1.5、Cy3、Cy
3.5、Cy5、Cy7、FluorX、カルセイン、カルセイン−AM、CR
YPTOFLUOR(商標)(オレンジ(42kDa)、タンジェリン(35k
Da)、ゴールド(31kDa)、レッド(42kDa)、クリムソン(40k
Da))、BHMP、BHDMAP、Br−オレゴン、ルシフェルイエロー、ア
レクサ染料類、N−[6−(7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾー
ル−4−イル)アミノ]カプロイル](NBD)、BODIPY(商標)、ボロ
ンジピロメテンジフルオリド、オレゴングリーン、MITOTRACKER(商
標)レッド、DiOC(3)、DiIC18、フィコエリトリン、フィコビリ
タンパク質BPE(240kDa)RPE(240kDa)CPC(264kD
a)APC(104kDa)、スペクトルブルー、スペクトルアクア、スペクト
ルグリーン、スペクトルゴールド、スペクトルオレンジ、スペクトルレッド、N
ADH、NADPH、FAD、赤外(IR)染料、環状GDPリボース(cGD
PR)、カルコフラワーホワイト、チロシン及びトリプトファンからなる群から
選択されたものである、請求項6に記載の方法。
7. The fluorescent dye, wherein fluorescein, rhodamine, Texas red, Cy2, Cy3, Cy5, VECTOR red, ELF ™ (enzyme-labeled fluorescein), Cy0, Cy0.5, Cy1, Cy1.5, Cy3, Cy
3.5, Cy5, Cy7, FluorX, calcein, calcein-AM, CR
YPTOFLUOR ™ (orange (42 kDa), tangerine (35 kDa)
Da), gold (31 kDa), red (42 kDa), Crimson (40 kDa)
Da)), BHMP, BHDMAP, Br-Oregon, Lucifer Yellow, Alexa dyes, N- [6- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino] caproyl] (NBD) , BODIPY ™, boron dipyrromethene difluoride, Oregon Green, MITOTRACKER ™ Red, DiOC 7 (3), DiIC 18 , phycoerythrin, phycobiliprotein BPE (240 kDa) RPE (240 kDa) CPC (264 kD)
a) APC (104 kDa), spectral blue, spectral aqua, spectral green, spectral gold, spectral orange, spectral red, N
ADH, NADPH, FAD, infrared (IR) dye, cyclic GDP ribose (cGD
7. The method of claim 6, wherein the method is selected from the group consisting of PR), Calcoflower White, Tyrosine and Tryptophan.
【請求項8】 前記検出可能成分が、非蛍光染料である、請求項5に記載の
方法。
8. The method according to claim 5, wherein said detectable component is a non-fluorescent dye.
【請求項9】 前記非蛍光染料が、重金属を含むものである、請求項8に記
載の方法。
9. The method of claim 8, wherein said non-fluorescent dye comprises a heavy metal.
【請求項10】 前記検出可能成分が、実質的に不溶性の呈色反応生成物を
有する基質の比色反応を触媒する酵素である、請求項5に記載の方法。
10. The method of claim 5, wherein the detectable component is an enzyme that catalyzes a colorimetric reaction of a substrate having a substantially insoluble color reaction product.
【請求項11】 前記酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼと、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼ
とからなる群から選択されたものである、請求項10に記載の方法。
11. The method according to claim 10, wherein the enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase.
【請求項12】 前記基質が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラ
ディッシュペルオキシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質と、β−ガラ
クトシダーゼ基質とからなる群から選択されたものである、請求項10に記載の
方法。
12. The method according to claim 10, wherein said substrate is selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a glucose oxidase substrate, and a β-galactosidase substrate.
【請求項13】 前記検出可能成分が、発光できるか、少なくとも一種の追
加の基質との第二反応であり且つ発光生成物を有する第二反応と化学的に関わり
合うことができる、実質的に不溶性の反応生成物を有する基質の発光反応を触媒
する酵素である、請求項5に記載の方法。
13. The substantially detectable moiety is capable of emitting light or is substantially capable of being chemically reacted with a second reaction with at least one additional substrate and having a luminescent product. The method according to claim 5, which is an enzyme that catalyzes a luminescence reaction of a substrate having an insoluble reaction product.
【請求項14】 前記酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼと、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼ
とからなる群から選択されたものである、請求項13に記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein said enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase.
【請求項15】 前記第一基質及び前記少なくとも一種の追加の基質が、各
々独立的にアルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラディッシュペルオキシダ
ーゼ基質と、β−ガラクトシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質とから
なる群から選択されたものである、請求項13に記載の方法。
15. The first substrate and the at least one additional substrate are each independently selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a β-galactosidase substrate, and a glucose oxidase substrate. 14. The method of claim 13, wherein the method comprises:
【請求項16】 前記第一免疫組織化学染色剤及び前記第二免疫組織化学染
色剤が、各々独立的に一次抗体及びシグナル増幅機構を含む、請求項1に記載の
方法。
16. The method of claim 1, wherein said first immunohistochemical stain and said second immunohistochemical stain each independently comprise a primary antibody and a signal amplification mechanism.
【請求項17】 前記シグナル増幅機構が、前記一次抗体の定常部を結合で
きる二次抗体と、前記一次抗体に接合されているビオチンを結合できるアビジン
又はストレプトアビジンと、前記一次抗体に接合したアビジン又はストレプトア
ビジンを結合できるビオチンとからなる群から選択されたものである、請求項1
6に記載の方法。
17. The signal amplification mechanism, wherein a secondary antibody capable of binding a constant region of the primary antibody, avidin or streptavidin capable of binding biotin conjugated to the primary antibody, and avidin conjugated to the primary antibody Or biotin capable of binding streptavidin.
7. The method according to 6.
【請求項18】 前記二次抗体、アビジン、ストレプトアビジン及びビオチ
ンが、各々独立的に検出可能成分で標識したものである、請求項14に記載の方
法。
18. The method of claim 14, wherein said secondary antibody, avidin, streptavidin and biotin are each independently labeled with a detectable component.
【請求項19】 前記検出可能成分が、蛍光染料である、請求項18に記載
の方法。
19. The method of claim 18, wherein said detectable component is a fluorescent dye.
【請求項20】 前記蛍光染料が、フルオレセイン、ローダミン、テキサス
レッド、Cy2、Cy3、Cy5、VECTORレッド、ELF(商標)(酵素
標識フルオレセンス)、Cy0、Cy0.5、Cy1、Cy1.5、Cy3、C
y3.5、Cy5、Cy7、FluorX、カルセイン、カルセイン−AM、C
RYPTOFLUOR(商標)(オレンジ(42kDa)、タンジェリン(35
kDa)、ゴールド(31kDa)、レッド(42kDa)、クリムソン(40
kDa))、BHMP、BHDMAP、Br−オレゴン、ルシフェルイエロー、
アレクサ染料類、N−[6−(7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾ
ール−4−イル)アミノ]カプロイル](NBD)、BODIPY(商標)、ボ
ロンジピロメテンジフルオリド、オレゴングリーン、MITOTRACKER(
商標)レッド、DiOC(3)、DiIC18、フィコエリトリン、フィコビ
リタンパク質BPE(240kDa)RPE(240kDa)CPC(264k
Da)APC(104kDa)、スペクトルブルー、スペクトルアクア、スペク
トルグリーン、スペクトルゴールド、スペクトルオレンジ、スペクトルレッド、
NADH、NADPH、FAD、赤外(IR)染料、環状GDPリボース(cG
DPR)、カルコフルオルホワイト、チロシン及びトリプトファンからなる群か
ら選択されたものである、請求項19に記載の方法。
20. The fluorescent dye, wherein fluorescein, rhodamine, Texas red, Cy2, Cy3, Cy5, VECTOR red, ELF ™ (enzyme-labeled fluorescein), Cy0, Cy0.5, Cy1, Cy1.5, Cy3, C
y3.5, Cy5, Cy7, FluorX, calcein, calcein-AM, C
RYPTOFLUOR ™ (orange (42 kDa), tangerine (35
kDa), gold (31 kDa), red (42 kDa), Crimson (40
kDa)), BHMP, BHDMAP, Br-Oregon, Lucifer Yellow,
Alexa dyes, N- [6- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino] caproyl] (NBD), BODIPY ™, boron dipyrromethene difluoride, Oregon green, MITOTRACKER (
TM) Red, DiOC 7 (3), DiIC 18 , phycoerythrin, phycobiliprotein BPE (240 kDa) RPE (240 kDa) CPC (264 k)
Da) APC (104 kDa), spectrum blue, spectrum aqua, spectrum green, spectrum gold, spectrum orange, spectrum red,
NADH, NADPH, FAD, infrared (IR) dye, cyclic GDP ribose (cG
20. The method of claim 19, wherein the method is selected from the group consisting of DPR), chalcfluorowhite, tyrosine and tryptophan.
【請求項21】 前記検出可能成分が、非蛍光染料である、請求項18に記
載の方法。
21. The method of claim 18, wherein said detectable component is a non-fluorescent dye.
【請求項22】 前記非蛍光染料が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホ
ースラディッシュペルオキシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質と、β
−ガラクトシダーゼ基質とからなる群から選択されたものである、請求項21に
記載の方法。
22. The non-fluorescent dye comprises an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a glucose oxidase substrate,
22. The method of claim 21, wherein the method is selected from the group consisting of:-a galactosidase substrate.
【請求項23】 前記検出可能成分が、実質的に不溶性の呈色反応生成物を
有する基質の比色反応を触媒する酵素である、請求項18に記載の方法。
23. The method of claim 18, wherein said detectable component is an enzyme that catalyzes a colorimetric reaction of a substrate having a substantially insoluble color reaction product.
【請求項24】 前記酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼと、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼ
とからなる群から選択されたものである、請求項23に記載の方法。
24. The method of claim 23, wherein said enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase.
【請求項25】 前記基質が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラ
ディッシュペルオキシダーゼ基質と、β−ガラクトシダーゼ基質と、グルコース
オキシダーゼ基質とからなる群から選択されたものである、請求項23に記載の
方法。
25. The method of claim 23, wherein the substrate is selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a β-galactosidase substrate, and a glucose oxidase substrate.
【請求項26】 前記検出可能成分が、発光できるか、発光生成物を有する
第二基質の第二反応を導くことができる、実質的に不溶性の反応生成物を有する
基質の発光反応を触媒する酵素である、請求項18に記載の方法。
26. The detectable component catalyzes a luminescence reaction of a substrate having a substantially insoluble reaction product, which is capable of emitting light or directing a second reaction of a second substrate having a luminescence product. 19. The method according to claim 18, which is an enzyme.
【請求項27】 前記酵素が、ルシフェラーゼとエクオリンとからなる群か
ら選択されたものである、請求項26に記載の方法。
27. The method according to claim 26, wherein said enzyme is selected from the group consisting of luciferase and aequorin.
【請求項28】 前記第一基質及び前記第二基質が、各々独立的にルシフェ
リンと、ATPと、コエレンテラジンと、Ca++とからなる群から選択された
ものである、請求項26に記載の方法。
28. The method of claim 26, wherein the first substrate and the second substrate are each independently selected from the group consisting of luciferin, ATP, coelenterazine, and Ca ++. .
【請求項29】 前記第一組織染色剤及び前記第二組織染色剤が、各々独立
的に4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール、エオシン、フルオレセイ
ンイソチオシアネート、ヘキスト33258、ヘキスト33342、プロピジウ
ムヨーダイド、キナクリン、フルオレセインファロイジン、レゾルフィン、ヘマ
トキシリン、オレンジG、ライトグリーンSF、ロマノフスキー−ギームザ、メ
イ−グリュンワルド、ブルー対比染色剤、エチルグリーン、フォイルゲンナフト
ールイエローS、ギームザ、メチレンブルー、メチルグリーン、ピロニン、ナフ
トールイエロー、ニュートラルレッド、パパニコラウ染色剤、レッド対比染色剤
C及びシリウスレッドからなる群から選択されたものである、請求項1に記載の
方法。
29. The first tissue stain and the second tissue stain are each independently 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole, eosin, fluorescein isothiocyanate, Hoechst 33258, Hoechst 33342, propidium ioda Id, quinacrine, fluorescein phalloidin, resorufin, hematoxylin, orange G, light green SF, Romanovsky-Giemsa, May-Grunwald, blue counterstain, ethyl green, foilgennaphthol yellow S, giemsa, methylene blue, methyl green, pyronin, The method according to claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of naphthol yellow, neutral red, Papanicolaou stain, red counterstain C and Sirius red.
【請求項30】 前記第一DNA倍数性染色剤及び前記第二DNA倍数性染
色剤が、各々独立的にクロモマイシンA3、DAPI、アクリフラビン−フォイ
ルゲン反応、オーラミンO−フォイルゲン反応、エチジウムブロミド、プロピジ
ウムヨーダイド、高アフィニティDNA蛍光体、DNA結合タンパク質に融合し
たグリーン蛍光タンパク質、ACMA、キナクリンオレンジ及びアクリジンオレ
ンジ、フォイルゲン試薬、ガロシアニンクロムミョウバン、ガロシアニンクロム
ミョウバン及びナフトールイエローS、メチルグリーンピロニンY並びにチオニ
ン−フォイルゲン試薬からなる群から選択されたものである、請求項1に記載の
方法。
30. The first DNA ploidy stain and the second DNA ploidy stain each independently comprise chromomycin A3, DAPI, acriflavine-foylgen reaction, auramine O-foylgen reaction, ethidium bromide, propidium Iodide, high-affinity DNA fluorophore, green fluorescent protein fused to DNA binding protein, ACMA, quinacrine orange and acridine orange, Feulgen reagent, galocyanine chrom alum, galocyanine chrom alum and naphthol yellow S, methyl green pyronin Y and 2. The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of thionine- Feulgen reagents.
【請求項31】 生物試料のインサイチュ分析方法であって、 (a)生物試料を、第一染色剤が第一免疫組織化学染色剤と、第一組織染色剤と
、第一DNA倍数性染色剤とからなる群から選択されたものであり、第二染色剤
が第二免疫組織化学染色剤と、第二組織染色剤と、第二DNA倍数性染色剤とか
らなる群から選択されたものである、複数の染色剤で染色する工程であって、但
し、 (i)前記第一染色剤が前記第一免疫組織化学染色剤である場合には、前記第
二染色剤は、前記第二組織染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり、 (ii)前記第一染色剤が前記第一組織染色剤である場合には、前記第二染色
剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二DNA倍数性染色剤であり、一
方、 (iii)前記第一染色剤が前記第一DNA倍数性染色剤である場合には、前
記第二染色剤は、前記第二免疫組織化学染色剤又は前記第二組織染色剤である、
工程と、 (b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを
採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記複数種の染色剤を
、前記複数種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取できるように選択
する工程と、 を含む方法。
31. A method for in situ analysis of a biological sample, comprising: (a) a biological sample, wherein the first stain is a first immunohistochemical stain, a first tissue stain, and a first DNA ploidy stain. Wherein the second staining agent is selected from the group consisting of a second immunohistochemical staining agent, a second tissue staining agent, and a second DNA ploidy staining agent. A step of staining with a plurality of stains, provided that: (i) when the first stain is the first immunohistochemical stain, the second stain is the second tissue And (ii) when the first stain is the first tissue stain, the second stain is the second immunohistochemical stain. Or the second DNA ploidy stain, while (iii) the first stain is the second DNA ploidy stain. When a DNA ploidy stain, the second staining agent is the second immunohistochemistry stain or the second staining agent,
And (b) collecting spectral data from the biological sample using a spectral data collecting device, wherein the spectral data collecting device and the plurality of types of stains are respectively applied to the plurality of types of stains. Selecting the relevant spectral components to be collected.
【請求項32】 前記スペクトルデータ採取装置を、干渉計系スペクトルデ
ータ採取装置と、フィルター系スペクトルデータ採取装置と、分散要素系スペク
トルデータ採取装置とからなる群から選択されたものである、請求項31に記載
の方法。
32. The spectrum data acquisition device is selected from the group consisting of an interferometer-based spectrum data acquisition device, a filter-based spectrum data acquisition device, and a dispersive element-based spectrum data acquisition device. 31. The method according to 31.
【請求項33】 前記第一免疫組織化学染色剤及び前記第二免疫組織化学染
色剤が、各々独立的に一次抗体を含む、請求項31に記載の方法。
33. The method of claim 31, wherein said first and second immunohistochemical stains each independently comprise a primary antibody.
【請求項34】 前記一次抗体が、抗エストロゲンレセプター抗体、抗プロ
ゲステロンレセプター抗体、抗p53抗体、抗Her−2/neu抗体、抗EG
FR抗体、抗カテプシンD抗体、抗Bcl−2抗体、抗Eカドヘリン抗体、抗C
A125抗体、抗CA15−3抗体、抗CA19−9抗体、抗c−erbB−2
抗体、抗P−糖タンパク質抗体、抗CEA抗体、抗網膜芽細胞腫タンパク質抗体
、抗ras腫瘍タンパク質抗体、抗ルイスX抗体、抗Ki−67抗体、抗PCN
A抗体、抗CD3抗体、抗CD4抗体、抗CD5抗体、抗CD7抗体、抗CD8
抗体、抗CD9/p24抗体、抗CD10抗体、抗CD11c抗体、抗CD13
抗体、抗CD14抗体、抗CD15抗体、抗CD19抗体、抗CD20抗体、抗
CD22抗体、抗CD23抗体、抗CD30抗体、抗CD31抗体、抗CD33
抗体、抗CD34抗体、抗CD35抗体、抗CD38抗体、抗CD41抗体、抗
LCA/CD45抗体、抗CD45RO抗体、抗CD45RA抗体、抗CD39
抗体、抗CD100抗体、抗CD95/Fas抗体、抗CD99抗体、抗CD1
06抗体、抗ユビキチン抗体、抗CD71抗体、抗c−myc抗体、抗サイトケ
ラチン抗体、抗ビメンチン抗体、抗HPVタンパク質抗体、抗カッパL鎖抗体、
抗ラムダL鎖抗体、抗メラノソーム抗体、抗前立腺特異的抗原抗体、抗S−10
0抗体、抗タウ抗原抗体、抗フィブリン抗体、抗ケラチン抗体及び抗Tn抗原抗
体からなる群から選択されたものである、請求項33に記載の方法。
34. The primary antibody is an anti-estrogen receptor antibody, an anti-progesterone receptor antibody, an anti-p53 antibody, an anti-Her-2 / neu antibody, an anti-EG
FR antibody, anti-cathepsin D antibody, anti-Bcl-2 antibody, anti-E-cadherin antibody, anti-C
A125 antibody, anti-CA15-3 antibody, anti-CA19-9 antibody, anti-c-erbB-2
Antibody, anti-P-glycoprotein antibody, anti-CEA antibody, anti-retinoblastoma protein antibody, anti-ras tumor protein antibody, anti-Lewis X antibody, anti-Ki-67 antibody, anti-PCN
A antibody, anti-CD3 antibody, anti-CD4 antibody, anti-CD5 antibody, anti-CD7 antibody, anti-CD8
Antibody, anti-CD9 / p24 antibody, anti-CD10 antibody, anti-CD11c antibody, anti-CD13
Antibody, anti-CD14 antibody, anti-CD15 antibody, anti-CD19 antibody, anti-CD20 antibody, anti-CD22 antibody, anti-CD23 antibody, anti-CD30 antibody, anti-CD31 antibody, anti-CD33
Antibody, anti-CD34 antibody, anti-CD35 antibody, anti-CD38 antibody, anti-CD41 antibody, anti-LCA / CD45 antibody, anti-CD45RO antibody, anti-CD45RA antibody, anti-CD39
Antibody, anti-CD100 antibody, anti-CD95 / Fas antibody, anti-CD99 antibody, anti-CD1
06 antibody, anti-ubiquitin antibody, anti-CD71 antibody, anti-c-myc antibody, anti-cytokeratin antibody, anti-vimentin antibody, anti-HPV protein antibody, anti-kappa light chain antibody,
Anti-lambda light chain antibody, anti-melanosome antibody, anti-prostate specific antigen antibody, anti-S-10
34. The method according to claim 33, wherein the method is selected from the group consisting of an antibody 0, an anti-tau antigen antibody, an anti-fibrin antibody, an anti-keratin antibody, and an anti-Tn antigen antibody.
【請求項35】 前記一次抗体が、検出可能成分で標識したものである、請
求項33に記載の方法。
35. The method of claim 33, wherein said primary antibody is labeled with a detectable component.
【請求項36】 前記検出可能成分が、蛍光染料である、請求項35に記載
の方法。
36. The method of claim 35, wherein said detectable component is a fluorescent dye.
【請求項37】 前記蛍光染料が、フルオレセイン、ローダミン、テキサス
レッド、Cy2、Cy3、Cy5、VECTORレッド、ELF(商標)(酵素
標識フルオレセンス)、Cy0、Cy0.5、Cy1、Cy1.5、Cy3、C
y3.5、Cy5、Cy7、FluorX、カルセイン、カルセイン−AM、C
RYPTOFLUOR(商標)(オレンジ(42kDa)、タンジェリン(35
kDa)、ゴールド(31kDa)、レッド(42kDa)、クリムソン(40
kDa))、BHMP、BHDMAP、Br−オレゴン、ルシフェルイエロー、
アレクサ染料類、N−[6−(7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾ
ール−4−イル)アミノ]カプロイル](NBD)、BODIPY(商標)、ボ
ロンジピロメテンジフルオリド、オレゴングリーン、MITOTRACKER(
商標)レッド、DiOC(3)、DiIC18、フィコエリトリン、フィコビ
リタンパク質BPE(240kDa)RPE(240kDa)CPC(264k
Da)APC(104kDa)、スペクトルブルー、スペクトルアクア、スペク
トルグリーン、スペクトルゴールド、スペクトルオレンジ、スペクトルレッド、
NADH、NADPH、FAD、赤外(IR)染料、環状GDPリボース(cG
DPR)、カルコフラワーホワイト、チロシン及びトリプトファンからなる群か
ら選択されたものである、請求項36に記載の方法。
37. The fluorescent dye may be fluorescein, rhodamine, Texas Red, Cy2, Cy3, Cy5, VECTOR Red, ELF ™ (enzyme-labeled fluorescein), Cy0, Cy0.5, Cy1, Cy1.5, Cy3, C
y3.5, Cy5, Cy7, FluorX, calcein, calcein-AM, C
RYPTOFLUOR ™ (orange (42 kDa), tangerine (35
kDa), gold (31 kDa), red (42 kDa), Crimson (40
kDa)), BHMP, BHDMAP, Br-Oregon, Lucifer Yellow,
Alexa dyes, N- [6- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino] caproyl] (NBD), BODIPY ™, boron dipyrromethene difluoride, Oregon green, MITOTRACKER (
TM) Red, DiOC 7 (3), DiIC 18 , phycoerythrin, phycobiliprotein BPE (240 kDa) RPE (240 kDa) CPC (264 k)
Da) APC (104 kDa), spectrum blue, spectrum aqua, spectrum green, spectrum gold, spectrum orange, spectrum red,
NADH, NADPH, FAD, infrared (IR) dye, cyclic GDP ribose (cG
37. The method of claim 36, wherein the method is selected from the group consisting of DPR), Calcoflower White, Tyrosine and Tryptophan.
【請求項38】 前記検出可能成分が、非蛍光染料である、請求項35に記
載の方法。
38. The method of claim 35, wherein said detectable component is a non-fluorescent dye.
【請求項39】 前記非蛍光染料が、重金属を含むものである、請求項38
に記載の方法。
39. The non-fluorescent dye comprises a heavy metal.
The method described in.
【請求項40】 前記検出可能成分が、実質的に不溶性の呈色反応生成物を
有する基質の比色反応を触媒する酵素である、請求項35に記載の方法。
40. The method of claim 35, wherein the detectable component is an enzyme that catalyzes a colorimetric reaction of a substrate having a substantially insoluble color reaction product.
【請求項41】 前記酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼと、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼ
とからなる群から選択されたものである、請求項40に記載の方法。
41. The method of claim 40, wherein said enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase.
【請求項42】 前記基質が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラ
ディッシュペルオキシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質と、β−ガラ
クトシダーゼ基質とからなる群から選択されたものである、請求項40に記載の
方法。
42. The method of claim 40, wherein said substrate is selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a glucose oxidase substrate, and a β-galactosidase substrate.
【請求項43】 前記検出可能成分が、発光できるか、少なくとも一種の追
加の基質との第二反応であり且つ発光生成物を有する第二反応と化学的に関わり
合うことができる、実質的に不溶性の反応生成物を有する基質の発光反応を触媒
する酵素である、請求項35に記載の方法。
43. The substantially detectable moiety is capable of emitting light or is substantially capable of being chemically reacted with a second reaction with at least one additional substrate and having a luminescent product. 36. The method according to claim 35, which is an enzyme that catalyzes a luminescence reaction of a substrate having an insoluble reaction product.
【請求項44】 前記酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼと、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼ
とからなる群から選択されたものである、請求項43に記載の方法。
44. The method of claim 43, wherein said enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase.
【請求項45】 前記第一基質及び前記少なくとも一種の追加の基質が、各
々独立的にアルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラディッシュペルオキシダ
ーゼ基質と、β−ガラクトシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質とから
なる群から選択されたものである、請求項43に記載の方法。
45. The first substrate and the at least one additional substrate are each independently selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a β-galactosidase substrate, and a glucose oxidase substrate. 44. The method of claim 43, wherein
【請求項46】 前記第一免疫組織化学染色剤及び前記第二免疫組織化学染
色剤が、各々独立的に一次抗体及びシグナル増幅機構を含む、請求項31に記載
の方法。
46. The method of claim 31, wherein said first immunohistochemical stain and said second immunohistochemical stain each independently comprise a primary antibody and a signal amplification mechanism.
【請求項47】 前記シグナル増幅機構が、前記一次抗体の定常部を結合で
きる二次抗体と、前記一次抗体に接合されているビオチンを結合できるアビジン
又はストレプトアビジンと、前記一次抗体に接合したアビジン又はストレプトア
ビジンを結合できるビオチンとからなる群から選択されたものである、請求項4
6に記載の方法。
47. The signal amplification mechanism, wherein a secondary antibody capable of binding the constant region of the primary antibody, avidin or streptavidin capable of binding biotin conjugated to the primary antibody, and avidin conjugated to the primary antibody Or biotin capable of binding streptavidin.
7. The method according to 6.
【請求項48】 前記二次抗体、アビジン、ストレプトアビジン及びビオチ
ンが、各々独立的に検出可能成分で標識したものである、請求項44に記載の方
法。
48. The method of claim 44, wherein said secondary antibody, avidin, streptavidin, and biotin are each independently labeled with a detectable component.
【請求項49】 前記検出可能成分が、蛍光染料である、請求項48に記載
の方法。
49. The method of claim 48, wherein said detectable component is a fluorescent dye.
【請求項50】 前記蛍光染料が、フルオレセイン、ローダミン、テキサス
レッド、Cy2、Cy3、Cy5、VECTORレッド、ELF(商標)(酵素
標識フルオレセンス)、Cy0、Cy0.5、Cy1、Cy1.5、Cy3、C
y3.5、Cy5、Cy7、FluorX、カルセイン、カルセイン−AM、C
RYPTOFLUOR(商標)(オレンジ(42kDa)、タンジェリン(35
kDa)、ゴールド(31kDa)、レッド(42kDa)、クリムソン(40
kDa))、BHMP、BHDMAP、Br−オレゴン、ルシフェルイエロー、
アレクサ染料類、N−[6−(7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾ
ール−4−イル)アミノ]カプロイル](NBD)、BODIPY(商標)、ボ
ロンジピロメテンジフルオリド、オレゴングリーン、MITOTRACKER(
商標)レッド、DiOC(3)、DiIC18、フィコエリトリン、フィコビ
リタンパク質BPE(240kDa)RPE(240kDa)CPC(264k
Da)APC(104kDa)、スペクトルブルー、スペクトルアクア、スペク
トルグリーン、スペクトルゴールド、スペクトルオレンジ、スペクトルレッド、
NADH、NADPH、FAD、赤外(IR)染料、環状GDPリボース(cG
DPR)、カルコフラワーホワイト、チロシン及びトリプトファンからなる群か
ら選択されたものである、請求項49に記載の方法。
50. The fluorescent dye, wherein fluorescein, rhodamine, Texas Red, Cy2, Cy3, Cy5, VECTOR Red, ELF ™ (enzyme-labeled fluorescein), Cy0, Cy0.5, Cy1, Cy1.5, Cy3, C
y3.5, Cy5, Cy7, FluorX, calcein, calcein-AM, C
RYPTOFLUOR ™ (orange (42 kDa), tangerine (35
kDa), gold (31 kDa), red (42 kDa), Crimson (40
kDa)), BHMP, BHDMAP, Br-Oregon, Lucifer Yellow,
Alexa dyes, N- [6- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino] caproyl] (NBD), BODIPY ™, boron dipyrromethene difluoride, Oregon green, MITOTRACKER (
TM) Red, DiOC 7 (3), DiIC 18 , phycoerythrin, phycobiliprotein BPE (240 kDa) RPE (240 kDa) CPC (264 k)
Da) APC (104 kDa), spectrum blue, spectrum aqua, spectrum green, spectrum gold, spectrum orange, spectrum red,
NADH, NADPH, FAD, infrared (IR) dye, cyclic GDP ribose (cG
50. The method of claim 49, wherein the method is selected from the group consisting of: DPR), calcoflower white, tyrosine and tryptophan.
【請求項51】 前記検出可能成分が、非蛍光染料である、請求項48に記
載の方法。
51. The method of claim 48, wherein said detectable component is a non-fluorescent dye.
【請求項52】 前記非蛍光染料が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホ
ースラディッシュペルオキシダーゼ基質と、グルコースオキシダーゼ基質と、β
−ガラクトシダーゼ基質とからなる群から選択されたものである、請求項51に
記載の方法。
52. The non-fluorescent dye comprises an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a glucose oxidase substrate,
52. The method of claim 51, wherein the method is selected from the group consisting of:-a galactosidase substrate.
【請求項53】 前記検出可能成分が、実質的に不溶性の呈色反応生成物を
有する基質の比色反応を触媒する酵素である、請求項48に記載の方法。
53. The method of claim 48, wherein said detectable component is an enzyme that catalyzes a colorimetric reaction of a substrate having a substantially insoluble color reaction product.
【請求項54】 前記酵素が、アルカリ性ホスファターゼと、ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼと、β−ガラクトシダーゼと、グルコースオキシダーゼ
とからなる群から選択されたものである、請求項53に記載の方法。
54. The method of claim 53, wherein said enzyme is selected from the group consisting of alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, β-galactosidase, and glucose oxidase.
【請求項55】 前記基質が、アルカリ性ホスファターゼ基質と、ホースラ
ディッシュペルオキシダーゼ基質と、β−ガラクトシダーゼ基質と、グルコース
オキシダーゼ基質とからなる群から選択されたものである、請求項53に記載の
方法。
55. The method of claim 53, wherein said substrate is selected from the group consisting of an alkaline phosphatase substrate, a horseradish peroxidase substrate, a β-galactosidase substrate, and a glucose oxidase substrate.
【請求項56】 前記検出可能成分が、発光できるか、発光生成物を有する
第二基質の第二反応を導くことができる、実質的に不溶性の反応生成物を有する
基質の発光反応を触媒する酵素である、請求項48に記載の方法。
56. The detectable component catalyzes a luminescent reaction of a substrate having a substantially insoluble reaction product that is capable of emitting light or directing a second reaction of a second substrate having a luminescent product. 49. The method of claim 48, which is an enzyme.
【請求項57】 前記酵素が、ルシフェラーゼとエクオリンとからなる群か
ら選択されたものである、請求項56に記載の方法。
57. The method of claim 56, wherein said enzyme is selected from the group consisting of luciferase and aequorin.
【請求項58】 前記第一基質及び前記第二基質が、各々独立的にルシフェ
リンと、ATPと、コエレンテラジンと、Ca++とからなる群から選択された
ものである、請求項56に記載の方法。
58. The method of claim 56, wherein said first substrate and said second substrate are each independently selected from the group consisting of luciferin, ATP, coelenterazine, and Ca ++. .
【請求項59】 前記第一組織染色剤及び前記第二組織染色剤が、各々独立
的に4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール、エオシン、フルオレセイ
ンイソチオシアネート、ヘキスト33258、ヘキスト33342、プロピジウ
ムヨーダイド、キナクリン、フルオレセインファロイジン、レゾルフィン、ヘマ
トキシリン、オレンジG、ライトグリーンSF、ロマノフスキー−ギームザ、メ
イ−グリュンワルド、ブルー対比染色剤、エチルグリーン、フォイルゲンナフト
ールイエローS、ギームザ、メチレンブルー、メチルグリーン、ピロニン、ナフ
トールイエロー、ニュートラルレッド、パパニコラウ染色剤、レッド対比染色剤
C及びシリウスレッドからなる群から選択されたものである、請求項31に記載
の方法。
59. The first tissue stain and the second tissue stain are each independently 4 ', 6-diamidino-2-phenylindole, eosin, fluorescein isothiocyanate, Hoechst 33258, Hoechst 33342, propidium ioda Id, quinacrine, fluorescein phalloidin, resorufin, hematoxylin, orange G, light green SF, Romanovsky-Giemsa, May-Grunwald, blue counterstain, ethyl green, foilgennaphthol yellow S, giemsa, methylene blue, methyl green, pyronin, 32. The method of claim 31, wherein the method is selected from the group consisting of Naphthol Yellow, Neutral Red, Papanicolaou Stain, Red Counterstain C and Sirius Red.
【請求項60】 生物試料のインサイチュ分析方法であって、 (a)生物試料を、少なくとも4種の異なる免疫組織化学染色剤で染色する工程
と、 (b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを
採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記少なくとも4種の
免疫組織化学染色剤を、前記少なくとも4種の免疫組織化学染色剤の各々に関連
したスペクトル成分を採取できるように選択する工程と、 を含む方法。
60. A method for in situ analysis of a biological sample, comprising: (a) staining a biological sample with at least four different immunohistochemical stains; and (b) using a spectral data collection device to obtain the biological sample. Collecting spectral data from a sample, wherein the spectral data collection device and the at least four immunohistochemical stains can be used to collect spectral components associated with each of the at least four immunohistochemical stains. And c. Selecting
【請求項61】 生物試料のインサイチュ分析方法であって、 (a)生物試料を、少なくとも一種の染色剤が免疫組織化学染色剤であり、少な
くとも一種のさらなる染色剤が組織染色剤又はDNA倍数性染色剤である、少な
くとも3種の染色剤で染色する工程と、 (b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを
採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記少なくとも3種の
染色剤を、前記少なくとも3種の染色剤の各々に関連したスペクトル成分を採取
できるように選択する工程と、 を含む方法。
61. A method for in situ analysis of a biological sample, comprising: (a) analyzing the biological sample, wherein at least one stain is an immunohistochemical stain and at least one further stain is a histostain or DNA ploidy. (B) collecting spectral data from the biological sample using a spectral data collecting device, wherein the spectral data collecting device and the at least three dyes are used. Selecting the species of stains such that spectral components associated with each of the at least three stains can be collected.
【請求項62】 生物試料のインサイチュ分析方法であって、 (a)生物試料を、第一染色剤が免疫組織化学染色剤であり、第二染色剤が組織
染色剤であり、第三染色剤がDNA倍数性染色剤である、少なくとも3種の染色
剤で染色する工程と、 (b)スペクトルデータ採取装置を用いて前記生物試料からスペクトルデータを
採取する工程であって、前記スペクトルデータ採取装置と前記少なくとも3種の
染色剤を、前記少なくとも3種の染色剤の各々に特異的に関連したスペクトル成
分を採取できるように選択する工程と、 を含む方法。
62. A method for in situ analysis of a biological sample, comprising: (a) a biological sample, wherein the first stain is an immunohistochemical stain, the second stain is a tissue stain, and the third stain is Staining with at least three types of stains, which is a DNA ploidy stain, and (b) collecting spectrum data from the biological sample using a spectrum data collection apparatus, wherein the spectrum data collection apparatus And selecting the at least three stains such that spectral components specifically associated with each of the at least three stains can be collected.
【請求項63】 少なくとも4種の異なる免疫組織化学染色剤を含み、各免
疫組織化学染色剤がそれぞれの細胞学的マーカーを染色するためのものであり、
且つ各免疫組織化学染色剤がスペクトルデータ採取装置を用いて全ての他の免疫
組織化学染色剤の存在下で個々に検出されることができるものである、免疫組織
化学組成物。
63. At least four different immunohistochemical stains, each immunohistochemical stain for staining a respective cytological marker,
An immunohistochemical composition wherein each immunohistochemical stain can be individually detected in the presence of all other immunohistochemical stains using a spectral data collection device.
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