JP2007024801A - Microscope controller and program - Google Patents

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Shinji Motomura
伸二 本村
Mitsuhiro Nakano
光裕 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide microscope controller and program for easily achieving FRAP experiment that has living cells as the object and quantitative analysis of its experimental results. <P>SOLUTION: In the experiments and analyses, a computer 2 controls laser beam irradiation from a laser system 4 to make photobleaching on a partial area of a specimen in observation sample 108, while controlling a confocal laser scan type microscope body 1, to observe time variation in recovery of fluorescence on the area, where photobleaching in the specimen at this time has been carried out. Then diffusion coefficient of the specimen is computed based on the result of such observation for the specimen being a living cell. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、顕微鏡技術に関し、特に、共焦点レーザ走査型顕微鏡システムを用いて行うFRAP(Fluorescence Recovery After Photobleaching:フォトブリーチング後の蛍光回復)法によるデータ取得、及びその解析の技術に関する。   The present invention relates to a microscope technique, and more particularly to a technique for acquiring and analyzing data by a FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) method performed using a confocal laser scanning microscope system.

標本におけるフォトブリーチした領域の蛍光強度を測定し、その蛍光強度の回復曲線を解析することで、移動する蛍光分子の移動速度、及び、移動する分子の割合を求める、FRAP(Fluorescence Recovery After Photobleaching:フォトブリーチング後の蛍光回復)法が知られている。   By measuring the fluorescence intensity of the photobleached region in the specimen and analyzing the recovery curve of the fluorescence intensity, the moving speed of the moving fluorescent molecule and the ratio of the moving molecule are obtained. FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching: A fluorescence recovery method after photobleaching is known.

また、レーザ光源からの光を対物レンズで微小なスポットに絞り、このスポットで標本上を走査し、標本からの蛍光や反射光を光検出器で捕らえて電気信号へと変換し、その電気信号に基づいて画像モニタ上に標本像を表示する共焦点レーザ走査型顕微鏡が知られている。   In addition, the light from the laser light source is narrowed down to a minute spot by the objective lens, and the spot is scanned on the specimen, and the fluorescence and reflected light from the specimen are captured by the photodetector and converted into an electrical signal. A confocal laser scanning microscope that displays a specimen image on an image monitor based on the above is known.

このような共焦点レーザ走査型顕微鏡では、音響光学変調フィルタ(AOTF)を用いて任意の領域を素早く指定することができるので、生細胞を用いてもFRAP実験ができるようになった。   In such a confocal laser scanning microscope, an arbitrary region can be quickly specified using an acousto-optic modulation filter (AOTF), so that FRAP experiments can be performed even using living cells.

近年、GFP(Green Fluorescent Protein )などの蛍光タンパク質の利用と顕微鏡技術の進歩とにより、細胞内におけるタンパク質の挙動を比較的簡単に解析できるようになった。例えば非特許文献1及び非特許文献2に記載されているように、生細胞に対してFRAP法の実験を行うことによって、蛍光分子の拡散速度(拡散係数)を得る手法や、蛍光分子における動く(移動する)分子と動かない(移動しない)分子との割合を得る手法など、定量的な解析手法も確立されつつある。   In recent years, the use of fluorescent proteins such as GFP (Green Fluorescent Protein) and advances in microscopic techniques have made it possible to analyze protein behavior in cells relatively easily. For example, as described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, a technique for obtaining a diffusion rate (diffusion coefficient) of a fluorescent molecule by performing an FRAP experiment on a living cell, or movement in a fluorescent molecule Quantitative analysis techniques are also being established, such as a technique for obtaining the ratio of molecules that move (move) and molecules that do not move (move).

また、前述したように、AOTFが共焦点レーザ走査型顕微鏡システムに搭載されたことや、ブリーチレーザとスキャンレーザとを独立に走査するできるシステムが開発されたこと、更には、高速CCD(Charge Coupled Device:電荷撮像素子)による画像取得システムにブリーチ用レーザを追加したシステムが開発されたことによって、FRAP実験を高速に行うことが可能となった。
木村宏、「フォトブリーチング法による蛍光標識タンパク質の細胞内動態解析1―固定細胞を用いた条件設定−」、実験医学、羊土社、2004年8月1日、第22巻、第12号、p.1739−1745 木村宏、「フォトブリーチング法による蛍光標識タンパク質の細胞内動態解析2―生細胞における測定と定量的解析のためのアプローチ−」、実験医学、羊土社、2004年9月1日、第22巻、第13号、p.1851−1856
In addition, as described above, the AOTF is mounted on the confocal laser scanning microscope system, the system capable of independently scanning the bleach laser and the scan laser is developed, and further, a high-speed CCD (Charge Coupled) is developed. Development of a system in which a bleaching laser is added to an image acquisition system using a device (charge imaging device) has made it possible to perform FRAP experiments at high speed.
Hiroshi Kimura, “Intracellular dynamic analysis of fluorescently labeled proteins by photobleaching method 1—Setting conditions using fixed cells”, Experimental Medicine, Yodosha, August 1, 2004, Vol. 22, No. 12 , P. 1739-1745 Hiroshi Kimura, “Intracellular dynamic analysis of fluorescently labeled proteins by photobleaching method 2—Approach for measurement and quantitative analysis in living cells”, Experimental Medicine, Yodosha, September 1, 2004, No. 22 Volume 13, No. 13, p. 1851-1856

レーザ走査型共焦点顕微鏡システムを用いてFRAP実験を行い、上述したようなデータを取得するためには、フォトブリーチ領域の指定、フォトブリーチ条件の設定、リカバリー観察時間の設定など、煩雑な操作を要するため、実験の難度が高い。   In order to perform FRAP experiments using a laser scanning confocal microscope system and acquire data as described above, complicated operations such as specifying photo bleaching areas, setting photo bleaching conditions, and setting recovery observation times are performed. Therefore, the difficulty of the experiment is high.

また、上述したようにして分子の拡散定数やMobile/Immobile 率を求めるには、実効ブリーチ領域(実効半径)の計測や回復時間の計測など、複雑な計測を行うこととなる上に、定量的な解析を行うものであるから、同一の計測を複数の試料に対して繰り返し実施する必要がある。   In addition, in order to obtain the molecular diffusion constant and Mobile / Immobile ratio as described above, in addition to performing complex measurements such as measuring the effective bleaching area (effective radius) and measuring the recovery time, quantitative Therefore, it is necessary to repeatedly perform the same measurement on a plurality of samples.

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、生細胞を対象とするFRAP実験とその実験結果の定量的解析とを容易に行えるようにすることである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a problem to be solved is to facilitate FRAP experiments on living cells and quantitative analysis of the experimental results. .

本発明の態様のひとつである顕微鏡制御装置は、レーザ光の照射の制御を行って標本における部分領域にフォトブリーチを施すフォトブリーチ実行制御手段と、共焦点レーザ走査型顕微鏡を制御して当該標本における当該フォトブリーチが施された領域の蛍光の回復の時間変化を観測する観測制御手段と、生細胞である標本に対する当該観測の結果に基づいて当該標本の拡散係数を算出する拡散係数算出手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。   A microscope control apparatus according to one aspect of the present invention includes a photobleaching execution control unit that controls laser beam irradiation to perform photobleaching on a partial region of a sample, and a confocal laser scanning microscope to control the sample. An observation control means for observing a temporal change in the recovery of fluorescence in the region subjected to photobleaching, and a diffusion coefficient calculating means for calculating a diffusion coefficient of the specimen based on a result of the observation on the specimen that is a living cell; , And the above-described problems are solved by this feature.

なお、上述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、固定細胞である標本に対する当該観測の結果に基づいて、当該フォトブリーチに使用したレーザ光の実効半径を算出する実効半径算出手段を更に有し、当該拡散係数算出手段は、当該実効半径に基づいて当該拡散係数を算出する、ように構成してもよい。   The microscope control apparatus according to the present invention described above further includes an effective radius calculation means for calculating the effective radius of the laser beam used for the photo bleaching based on the result of the observation on the specimen that is a fixed cell, The diffusion coefficient calculating means may be configured to calculate the diffusion coefficient based on the effective radius.

また、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、当該共焦点レーザ走査型顕微鏡を制御して当該標本の画像を取得させる標本画像取得手段と、当該標本の画像の表示を行う標本画像表示手段と、当該標本の画像の表示に対してなされる領域の設定を取得する領域設定取得手段と、を更に有し、当該フォトブリーチ制御手段は、当該領域設定取得手段によって取得された領域に対応する当該部分領域にフォトブリーチが施されるように当該制御を行う、ように構成してもよい。   Further, in the above-described microscope control apparatus according to the present invention, a sample image acquisition unit that controls the confocal laser scanning microscope to acquire an image of the sample, and a sample image display unit that displays the image of the sample An area setting acquisition unit configured to acquire an area setting for display of the sample image, and the photo bleach control unit corresponds to the area acquired by the area setting acquisition unit. The control may be performed so that photobleaching is performed on the partial region.

なお、このとき、当該領域設定取得手段は、当該標本におけるフォトブリーチを施す第一の領域の設定、当該表示における当該標本が表されている第二の領域の設定、及び当該表示における当該標本が表されていない第三の領域の設定を取得し、当該拡散係数算出手段は、当該第三の領域の蛍光の強度を基準としたときの当該第一及び当該第二の領域各々の蛍光の強度の相対値に基づいて当該拡散係数を算出する、ように構成してもよい。   At this time, the area setting acquisition unit sets the first area to which photobleaching is performed in the specimen, the setting of the second area in which the specimen is represented in the display, and the specimen in the display. The setting of the third region that is not represented is acquired, and the diffusion coefficient calculation means calculates the fluorescence intensity of each of the first and second regions when the fluorescence intensity of the third region is used as a reference. The diffusion coefficient may be calculated based on the relative value.

また、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、当該フォトブリーチの実行条件の設定要求画面を表示する設定要求画面表示手段と、当該設定要求画面での要求に対応する当該実行条件の入力を取得する実行条件取得手段と、を更に有し、当該フォトブリーチ実行制御手段は、当該実行条件取得手段によって取得された当該実行条件に従うように当該制御を行う、ように構成してもよい。   Further, in the microscope control apparatus according to the present invention described above, a setting request screen display means for displaying a setting request screen for the execution condition of the photo bleach and an input of the execution condition corresponding to the request on the setting request screen are acquired. An execution condition acquisition unit that performs the control so that the photo bleach execution control unit follows the execution condition acquired by the execution condition acquisition unit.

また、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、生細胞である標本に対する当該観測の結果に基づいて、当該標本のモバイル/インモバイル率を算出するモバイル/インモバイル率算出手段を更に有するように構成してもよい。   The microscope control apparatus according to the present invention described above further includes mobile / in-mobile rate calculating means for calculating the mobile / in-mobile rate of the sample based on the result of the observation of the sample that is a living cell. It may be configured.

また、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、当該フォトブリーチが施された領域の蛍光が回復してプラトーに達したか否かの判定を行う判定手段を更に有し、当該観測制御手段は、当該フォトブリーチが施された領域の蛍光がプラトーに達したとの判定がされたときに、当該標本についての当該制御を完了する、ように構成してもよい。   Further, in the above-described microscope control apparatus according to the present invention, the microscope control device further includes a determination unit that determines whether or not the fluorescence of the region subjected to the photo bleaching has recovered and reached a plateau, and the observation control unit includes The control for the sample may be completed when it is determined that the fluorescence of the region subjected to the photo bleaching has reached a plateau.

また、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、蛍光の強度の閾値の設定を取得する蛍光強度閾値取得手段を更に有し、当該フォトブリーチ実行制御手段は、当該部分領域の蛍光の強度が当該閾値に達したときにフォトブリーチを完了させる制御を行う、ように構成してもよい。   Further, the microscope control apparatus according to the present invention described above further includes a fluorescence intensity threshold value acquisition unit that acquires setting of a fluorescence intensity threshold value, and the photo bleach execution control unit is configured such that the fluorescence intensity of the partial region is You may comprise so that the control which completes photo bleaching may be performed when a threshold value is reached.

なお、レーザ光の照射の制御を行って標本における部分領域にフォトブリーチを施す処理と、共焦点レーザ走査型顕微鏡を制御して当該標本における当該フォトブリーチが施された領域の蛍光の回復の時間変化を観測する処理と、生細胞である標本に対する当該観測の結果に基づいて当該標本の拡散係数を算出する処理と、をコンピュータに行わせるためのプログラムも本発明に係るものであり、コンピュータで当該プログラムを実行させることにより、前述した前述した本発明に係る顕微鏡制御装置と同様の作用効果を当該コンピュータが生じさせる結果、前述した課題が解決される。   In addition, the process of performing the photobleaching on the partial region in the specimen by controlling the irradiation of the laser light, and the recovery time of the fluorescence in the region of the specimen on which the photobleaching is performed by controlling the confocal laser scanning microscope A program for causing a computer to perform a process of observing a change and a process of calculating a diffusion coefficient of the sample based on the result of the observation of the sample that is a living cell is also related to the present invention. By executing the program, the computer causes the same effect as the above-described microscope control apparatus according to the present invention. As a result, the above-described problem is solved.

本発明によれば、以上のように構成することにより、生細胞を対象とするFRAP実験とその実験結果の定量的解析とが容易に行えるようになるという効果を奏する。   According to the present invention, by configuring as described above, there is an effect that the FRAP experiment for living cells and the quantitative analysis of the experiment result can be easily performed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明を実施する共焦点レーザ走査型顕微鏡のシステム構成の概略を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of a system configuration of a confocal laser scanning microscope embodying the present invention.

図において、共焦点レーザ走査型顕微鏡本体1には、コンピュータ2が接続されている。また、コンピュータ2には操作パネル3、レーザ装置4、及び画像モニタ5が接続されている。   In the figure, a computer 2 is connected to the confocal laser scanning microscope main body 1. An operation panel 3, a laser device 4, and an image monitor 5 are connected to the computer 2.

共焦点レーザ走査型顕微鏡1では、レーザ装置4から入射したレーザ光を励起用ダイクロイックミラー102で反射させて走査ユニット104へ入射させる。走査ユニット104は、X軸方向走査用のガルバノメータミラーとY軸方向走査用のガルバノメータミラーとを有しており、コンピュータ2からの走査制御信号に応じてレーザ装置4からのレーザ光をXY走査させると共に、X軸方向走査による1ラインの走査毎に走査制御終了信号をコンピュータ2へ出力する。また、XY軸方向走査されたレーザ光は、レボルバ105に取り付けられている対物レンズ106を経た後、ステージ107上に載置されている観察試料108上へスポット光として照射される。   In the confocal laser scanning microscope 1, the laser light incident from the laser device 4 is reflected by the excitation dichroic mirror 102 and is incident on the scanning unit 104. The scanning unit 104 has a galvanometer mirror for scanning in the X-axis direction and a galvanometer mirror for scanning in the Y-axis direction, and causes the laser light from the laser device 4 to perform XY scanning according to a scanning control signal from the computer 2. At the same time, a scanning control end signal is output to the computer 2 every time one line is scanned by scanning in the X-axis direction. Further, the laser light scanned in the XY-axis direction passes through the objective lens 106 attached to the revolver 105, and is then irradiated as spot light onto the observation sample 108 placed on the stage 107.

このスポット光による観察試料108からの光(例えば反射光、あるいは観察試料108から発生した蛍光)は入射光路へ戻され、ミラー103で反射されて、レンズ109で集光される。レンズ109の集光位置にはコンフォーカルアパーチャ110が配置されており、共焦点光学系が形成されている。コンフォーカルアパーチャ110を通過した光はバリアフィルタ111により波長が選択され、観察者が所望する波長の光のみがフォトマルチプライヤなどの光電変換器101へ入力される。光電変換器101が入力された光をアナログ信号化すると、そのアナログ信号は、コンピュータ2に設置されているA/D入力CH2bにより、光量に応じたデジタルデータへと変換される。このデータはメモリ2cに記憶され、必要に応じて画像情報として画像モニタ5へ出力する。   The light from the observation sample 108 (for example, reflected light or fluorescence generated from the observation sample 108) by the spot light is returned to the incident optical path, reflected by the mirror 103, and collected by the lens 109. A confocal aperture 110 is disposed at the condensing position of the lens 109, and a confocal optical system is formed. The wavelength of the light that has passed through the confocal aperture 110 is selected by the barrier filter 111, and only the light having the wavelength desired by the observer is input to the photoelectric converter 101 such as a photomultiplier. When the photoelectric converter 101 converts the input light into an analog signal, the analog signal is converted into digital data corresponding to the amount of light by the A / D input CH 2 b installed in the computer 2. This data is stored in the memory 2c, and is output to the image monitor 5 as image information as necessary.

レボルバ105及びステージ107のうちの少なくとも一方には、図に記載しない、顕微鏡内部若しくは外部に設置された電動準焦部を使用することで、Z方向(光軸方向)の位置制御を行うことができる。なお、Z方向の移動制御は、コンピュータ2によって制御される。   At least one of the revolver 105 and the stage 107 can be controlled in the Z direction (optical axis direction) by using an electric focusing unit that is not shown in the figure and is installed inside or outside the microscope. it can. The movement control in the Z direction is controlled by the computer 2.

操作パネル3は、キーボードの他に、トラックボールやジョイスティック、あるいはマウスなどのポインティングデバイスを有しており、観察者の指示により、コンピュータ2に対して各種の指示、例えばレーザ光の走査開始命令、画像入力指令、あるいは光電変換器101の感度の調整指令など、を出力する。   In addition to the keyboard, the operation panel 3 has a pointing device such as a trackball, a joystick, or a mouse. According to an instruction from the observer, various instructions are given to the computer 2, such as a laser beam scanning start command, An image input command or a sensitivity adjustment command of the photoelectric converter 101 is output.

コンピュータ2は、図1に示したシステム全体の制御を司るものであり、特に、操作パネル3から走査指示命令が入力されると、走査制御信号を走査ユニット104へ出力し、また、光電変換器101から出力される観察試料108のアナログ信号をA/D入力CH2bでデジタルデータに変換させてメモリ2cへ転送すると共に、そのデータで表されている画像や、各種の走査条件の設定メニュー画面を画像モニタ5で表示させる。更に、コンピュータ2は、操作パネル3からの感度調整指令に応じ、光電変換器101に対する印加電圧、アンプゲイン、及びオフセットなどの設定を行う。なお、操作パネル3からの所定の入力に応じて行われる、共焦点レーザ顕微鏡装置1における走査ユニット104の制御、レーザ光源装置4から共焦点レーザ顕微鏡装置1へのレーザ光の入射の制御、画像モニタ5へのメモリ内画像情報の出力制御等の各種の制御は、コンピュータ2内の計算・処理部2aに備えられているCPU(中央演算装置)が、制御プログラム2dを実行することによって実現される。   The computer 2 controls the entire system shown in FIG. 1. In particular, when a scanning instruction command is input from the operation panel 3, the computer 2 outputs a scanning control signal to the scanning unit 104, and the photoelectric converter The analog signal of the observation sample 108 output from 101 is converted into digital data by the A / D input CH2b and transferred to the memory 2c, and an image represented by the data and a setting menu screen for various scanning conditions are displayed. The image is displayed on the image monitor 5. Furthermore, the computer 2 sets an applied voltage, an amplifier gain, an offset, and the like for the photoelectric converter 101 in accordance with a sensitivity adjustment command from the operation panel 3. Note that the control of the scanning unit 104 in the confocal laser microscope apparatus 1, the control of the incidence of laser light from the laser light source apparatus 4 to the confocal laser microscope apparatus 1, an image performed according to a predetermined input from the operation panel 3 Various controls such as output control of image information in the memory to the monitor 5 are realized by a CPU (central processing unit) provided in the calculation / processing unit 2a in the computer 2 executing the control program 2d. The

次に、図1に示したように構成されている上述したシステムを使用して行うFRAP実験において採用する、前掲した非特許文献1及び非特許文献2に記載されている解析手法について、簡単に説明する。   Next, the analysis method described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 employed in the FRAP experiment performed using the above-described system configured as shown in FIG. 1 will be briefly described. explain.

まず、レーザ光によるブリーチ特性が正規分布特性を示すものと仮定する。すなわち、図2の(a)に示すように、レーザ光の強度分布が照射点を中心として正規分布するものと仮定する。   First, it is assumed that the breach characteristic by the laser beam shows a normal distribution characteristic. That is, as shown in FIG. 2A, it is assumed that the intensity distribution of the laser light is normally distributed around the irradiation point.

このレーザ光を用い、十分に短時間であるブリーチを試料に対して実施したときに、ブリーチを行ってから時間tが経過したときに分子が発する蛍光の強度FK (t)は次式で表せることが知られている。 When this laser beam is used to perform a sufficiently short bleach on the sample, the intensity F K (t) of the fluorescence emitted by the molecule when time t elapses after the bleaching is given by the following equation: It is known to be able to express.

上式において、(qP00/A)はブリーチ前のとき若しくはプラトー(plateau:安定状態)に達したときにおける蛍光強度、Kはブリーチコンスタント(ブリーチの実験条件によって定まる定数)、τD は拡散時間である。なお、拡散時間τD は次式のように定義される。 In the above equation, (qP 0 C 0 / A) is the fluorescence intensity before bleaching or when a plateau is reached, K is bleach constant (constant determined by bleach experimental conditions), and τ D is It is the diffusion time. The diffusion time τ D is defined as follows:

ここで、wは実効半径であり、図2の(a)に示すように、レーザ光の強度が照射点の中心よりe-2まで低下する位置までの距離を表す。また、Dは拡散係数であり、分子の移動の速さを表すものである。 Here, w is an effective radius, and represents a distance from the center of the irradiation point to a position where the intensity of the laser beam decreases to e −2 , as shown in FIG. D is a diffusion coefficient, which represents the speed of movement of molecules.

ところで、上掲した[数1]及び[数2]式のうち、ブリーチコンスタントK及び実効半径wについては、同一のブリーチの実験条件の下で、固定した(分子が移動できないようにした)細胞を試料としてブリーチを実施したときにおける、ブリーチ中心からの蛍光強度の変化から求めることができる。   By the way, among the above-mentioned [Equation 1] and [Equation 2], the bleach constant K and the effective radius w are fixed cells (the molecules cannot move) under the same bleach experimental conditions. Can be obtained from the change in the fluorescence intensity from the center of the bleach when the bleaching is carried out using as a sample.

ブリーチ中心から距離rだけ離れた位置の分子においてブリーチされなかったもの(退色しなかったもの)の割合、つまり、言い換えれば、相対蛍光強度(ブリーチ前の蛍光強度に対するブリーチ後の蛍光強度の割合)Crは、次式によって表される。   Percentage of molecules that were not bleached (not faded) in the molecule at a distance r from the bleach center, that is, in other words, relative fluorescence intensity (ratio of fluorescence intensity after bleaching to fluorescence intensity before bleaching) Cr is represented by the following equation.

上式において、I(r)はブリーチ中心から距離rだけ離れた位置の蛍光強度であり、I(0)はブリーチ中心の蛍光強度であるが、ここで、 In the above equation, I (r) is the fluorescence intensity at a position r away from the bleach center, and I (0) is the fluorescence intensity at the bleach center.

と表すことができる。従って、[数3]式は、 It can be expressed as. Therefore, the formula [3] is

と表される。
つまり、固定した細胞である試料に対してブリーチを行って上述した距離rと相対蛍光強度Crとの関係を観測してプロットする。そして、複数の試料(例えば10〜20細胞程度)に対するブリーチによって得られたプロットデータと、ブリーチコンスタントK及び実効半径wを変数とした[数5]式のグラフとの間で、汎用の数値グラフ解析ソフトによるカーブフィッティング解析を行う。この解析によって両者が適切にフィットするときの両変数の値を得ることにより、ブリーチコンスタントKと実効半径wとが求まる。
It is expressed.
That is, bleaching is performed on a sample that is a fixed cell, and the relationship between the distance r and the relative fluorescence intensity Cr is observed and plotted. A general-purpose numerical graph between plot data obtained by bleaching on a plurality of samples (for example, about 10 to 20 cells) and a graph of [Expression 5] using bleach constant K and effective radius w as variables. Perform curve fitting analysis using analysis software. The bleach constant K and the effective radius w are obtained by obtaining the values of both variables when the two fit properly by this analysis.

次に、生細胞である試料に対してブリーチを行い、時間tと蛍光強度FK (t)との関係を観測してプロットする。
そして、このブリーチを複数の試料(例えば10〜20細胞程度)に対して行って得られたデータと、拡散係数D、プラトーP、及びベースライン(t=0のときの蛍光強度)aの3つを変数とした[数1]式のグラフ([数2]式の定義を適用した[数1]式のグラフ)との間で、汎用の数値グラフ解析ソフトによるカーブフィッティング解析を行う。
Next, bleaching is performed on a sample that is a living cell, and the relationship between time t and fluorescence intensity F K (t) is observed and plotted.
The data obtained by performing this bleaching on a plurality of samples (for example, about 10 to 20 cells), diffusion coefficient D, plateau P, and baseline (fluorescence intensity at t = 0) a 3 Curve fitting analysis using general-purpose numerical graph analysis software is performed with a graph of [Equation 1] using one of the variables as a variable (a graph of [Equation 1] to which the definition of [Equation 2] is applied).

このとき、Σの項としては、例えばn=0から40程度までを展開する。
この解析によって[数1]式のグラフがプロットデータに適切にフィットするときの変数の値を得ることにより、拡散係数D、プラトーP、及びベースラインaが求まる。
At this time, as terms of Σ, for example, n = 0 to about 40 are expanded.
By this analysis, the values of variables when the graph of the formula [1] is appropriately fitted to the plot data are obtained, whereby the diffusion coefficient D, the plateau P, and the baseline a are obtained.

なお、蛍光分子における動く分子と動かない分子との割合(なお、本願においてはこの割合を「Mobile/Immobile 率(モバイル/インモバイル率)」と称することとする。)は次のようにして求めることができる。すなわち、ベースラインa、プラトーに達したときの蛍光強度P、及びブリーチ前の生細胞の蛍光強度と上記の割合とは、図3に示されているような関係にある。従って、Mobile/Immobile 率は、これらの蛍光強度より容易に求めることができる。   The ratio of the moving molecule to the non-moving molecule in the fluorescent molecule (in the present application, this ratio is referred to as “Mobile / Immobile ratio”) is determined as follows. be able to. That is, the baseline a, the fluorescence intensity P when the plateau is reached, the fluorescence intensity of the living cells before bleaching, and the above ratio are in a relationship as shown in FIG. Therefore, the Mobile / Immobile ratio can be easily obtained from these fluorescence intensities.

なお、レーザによるブリーチ特性を、図2の(b)に示すようなサーキュラ・ディスク(circular disc )特性を呈するものと仮定するのであれば、拡散係数Dは次式で算出することができる。   If it is assumed that the bleaching characteristic by the laser exhibits a circular disk characteristic as shown in FIG. 2B, the diffusion coefficient D can be calculated by the following equation.

なお、上式において、wは実効半径であり、t1/2 は、図3に示されているように、ブリーチ後の蛍光強度がプラトー時の蛍光強度の1/2だけ回復するまでの時間である。 In the above equation, w is an effective radius, and t 1/2 is the time until the fluorescence intensity after bleaching is restored by half of the fluorescence intensity at the plateau, as shown in FIG. It is.

図1に示したように構成されている上述したシステムを使用し、上述した解析手法に基づいたFRAP実験を行うには、以下の手順となる。すなわち、まず、固定した細胞を対象としてFRAP法による実験を行い、実効半径w及びブリーチコンスタントKを求める。以降、この処理を“準備処理”と称することとする。そしてこの後、生細胞(固定していない細胞)を対象としてFRAP法による実験を行い、この実験により得られたデータと、先に求めた実効半径w及びブリーチコンスタントKとから、生細胞における拡散定数、蛍光回復時間、及びMobile/Immobile 率を求める。以降、この処理を“実測処理”と称することとする。   To perform the FRAP experiment based on the analysis method described above using the above-described system configured as shown in FIG. That is, first, an experiment using the FRAP method is performed on fixed cells, and the effective radius w and the bleach constant K are obtained. Hereinafter, this processing is referred to as “preparation processing”. Thereafter, an experiment by the FRAP method is performed on living cells (unfixed cells), and the diffusion in the living cells is obtained from the data obtained by this experiment and the effective radius w and bleach constant K obtained previously. Determine constants, fluorescence recovery time, and Mobile / Immobile ratio. Hereinafter, this processing is referred to as “actual measurement processing”.

操作者は画像モニタ5上に表示される、図4や後述する図8に示すようなウィザード形式(対話形式)のGUI(Graphical User Interface)機能による指示、すなわち、処理ステップ毎に必要な操作を操作者に対して要求しながら実験を進めていく機能による指示に従うことにより、上記準備処理及び実測処理の流れに沿って実験を遂行し、必要な計測結果を求めることができる。   The operator performs instructions by a GUI (Graphical User Interface) function in a wizard format (interactive format) as shown in FIG. 4 or FIG. 8 described later, that is, an operation necessary for each processing step. By following the instruction by the function of proceeding with the experiment while requesting the operator, the experiment can be performed along the flow of the preparation process and the actual measurement process, and the necessary measurement result can be obtained.

図4について簡単に説明すると、まず、(1−1)の画面は、固定細胞である標本を含む観察試料108を共焦点レーザ走査型顕微鏡1のステージ107上へセットすることを促す画面である。操作者がこの画面での指示に応じて観察試料108をステージ107上へセットし、操作パネル3を操作して画面上の「次へ」と記されているボタンを押下すると、画像モニタ5の表示は(2−1)の画面へと切り替わる。   4 will be briefly described. First, the screen (1-1) is a screen that prompts the user to set the observation sample 108 including the specimen that is a fixed cell on the stage 107 of the confocal laser scanning microscope 1. . When the operator sets the observation sample 108 on the stage 107 in accordance with the instruction on this screen, operates the operation panel 3 and presses the button labeled “Next” on the screen, the image monitor 5 The display is switched to the screen of (2-1).

(2−1)の画面は、観察試料108の画像を一旦取得するために行われるレーザ光の走査条件の設定画面である。操作者は、走査方向(単一方向走査と双方向走査とのいずれかを選択)、走査速度、取得画像のアスペクト比及びサイズ、顕微鏡視野内における画像の取得範囲、観察試料108のZ方向位置を変更して走査を繰り返す走査動作と、所定の時間間隔毎に同一のZ方向位置で走査を繰り返す走査動作との切り替え、各走査動作における走査の繰り返しの条件等の設定をこの画面に対して行う。そして、操作パネル3を操作して画面上の「次へ」と記されているボタンを押下すると、観察試料108の画像の取得動作が開始され、(2−2)のような観察試料108の画像が画像モニタ5に別ウィンドウで表示されると共に、(2−1)の画面が(3−1)の画面へと切り替わる。   The screen of (2-1) is a setting screen for laser beam scanning conditions that is performed in order to obtain an image of the observation sample 108 once. The operator selects the scanning direction (selects unidirectional scanning or bidirectional scanning), scanning speed, aspect ratio and size of the acquired image, acquisition range of the image in the microscope field of view, and Z-direction position of the observation sample 108 This screen is used to switch between a scanning operation that repeats scanning with changing the scanning operation and a scanning operation that repeats scanning at the same position in the Z direction at predetermined time intervals, and settings for conditions for repeating scanning in each scanning operation. Do. Then, when the operation panel 3 is operated and the button labeled “Next” on the screen is pressed, an operation of acquiring an image of the observation sample 108 is started, and the observation sample 108 as shown in (2-2) is started. The image is displayed in a separate window on the image monitor 5, and the screen of (2-1) is switched to the screen of (3-1).

(3−1)の画面は、観察試料108に対するフォトブリーチの条件設定を行う設定画面である。操作者は、フォトブリーチのためのレーザ光の走査速度、走査時間間隔、走査回数、及び強度の設定、並びに、観察試料108の画像に対する各種領域の範囲の設定をこの画面に対して行う。ここで、この各種領域の範囲の設定を(3−1)の画面に対して行う代わりに、操作パネル3を操作して、(3−2)の画像のように、表示中の観察試料108の画像に対し範囲を特定する線を描画することで行うようにしてもよい。なお、この例では、ブリーチ領域、細胞領域、及びバックグラウンド領域の3つの領域の設定を行う。ここで、ブリーチ領域は、フォトブリーチのためのレーザ光を照射する領域であり、細胞領域は、画像において標本である細胞が表されている(すなわち細胞の外形の輪郭を表している)領域であり、バックグラウンド領域は、画像において細胞が含まれていない(すなわち画像における背景部分の)領域である。   The screen (3-1) is a setting screen for setting a photo bleach condition for the observation sample 108. The operator performs setting of the scanning speed of the laser beam for the photo bleaching, the scanning time interval, the number of times of scanning, the intensity, and the range of various regions for the image of the observation sample 108 on this screen. Here, instead of setting the ranges of the various areas on the screen of (3-1), the operation panel 3 is operated to display the observation sample 108 being displayed as in the image of (3-2). This may be done by drawing a line specifying the range of the image. In this example, three areas are set: a bleach area, a cell area, and a background area. Here, the bleaching region is a region where laser light for photobleaching is irradiated, and the cell region is a region where a cell as a specimen is represented in an image (that is, an outline of the outer shape of the cell). Yes, the background area is an area that does not include cells in the image (ie, the background portion of the image).

以上の設定を行った後、操作者が操作パネル3を操作して(3−1)の画面上の「次へ」と記されているボタンを押下すると、FRAP実験が開始される。この実験が開始されると、画像モニタ5には、(4−1)に示すような、実験中の観察試料108の画像が表示されると共に、(4−2)に示すような、上述した各領域の蛍光強度の時間変化を示すグラフが併せて表示されていく。   After performing the above settings, when the operator operates the operation panel 3 and presses the button labeled “Next” on the screen (3-1), the FRAP experiment is started. When this experiment is started, the image monitor 5 displays an image of the observation sample 108 during the experiment as shown in (4-1) and the above-mentioned as shown in (4-2). A graph showing temporal changes in fluorescence intensity in each region is also displayed.

次に、上述したGUI機能を利用したFRAP法の実験を進めるために、コンピュータ2によって行われる処理について説明する。なお、以下の処理は、コンピュータ2内の計算・処理部2aに備えられているCPU(中央演算装置)が、制御プログラム2dを実行することによって実現される。   Next, processing performed by the computer 2 in order to proceed with the FRAP method experiment using the GUI function described above will be described. The following processing is realized by a CPU (central processing unit) provided in the calculation / processing unit 2a in the computer 2 executing the control program 2d.

まず図5について説明する。同図はFRAP実験処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
図5の処理が開始されると、まず、図示しない準備処理ボタンと実測処理ボタンとが画像モニタ5に表示される。ここで、S101において、操作者が操作パネル3を操作して行うこれらのボタンに対する押下操作を検出し、検出された押下操作が準備処理ボタンに対するものであったか否かを判定する処理が行われる。このとき、検出された押下操作が準備処理ボタンに対するものであったとき(判定結果がYesのとき)には、準備処理の実行指示を操作者から取得したものとみなし、S102に処理を進める。一方、検出された押下操作が実測処理ボタンに対するものであったとき(判定結果がNoのとき)には、実測処理の実行指示を操作者から取得したものとみなし、S104に処理を進める。
First, FIG. 5 will be described. This figure is a flowchart showing the contents of the FRAP experiment process.
When the process of FIG. 5 is started, first, a preparation process button and an actual measurement process button (not shown) are displayed on the image monitor 5. Here, in S101, a process of determining whether or not the pressed operation on these buttons performed by the operator operating the operation panel 3 is detected and whether or not the detected pressed operation is performed on the preparation process button is performed. At this time, when the detected pressing operation is for the preparation process button (when the determination result is Yes), it is assumed that the execution instruction for the preparation process has been acquired from the operator, and the process proceeds to S102. On the other hand, when the detected pressing operation is for the actual measurement process button (when the determination result is No), it is considered that the execution instruction for the actual measurement process has been acquired from the operator, and the process proceeds to S104.

S102では準備処理が行われる。この処理の詳細は後述する。
準備処理が完了すると、S103において、図示しない実測処理ボタンを画像モニタ5に表示させる処理が行われる。そして、操作者が操作パネル3を操作して行う、このボタンに対する押下操作を検出したか否かを判定する処理が行われる。ここで、実測処理ボタンに対する押下操作を検出したとき(判定結果がYesのとき)には、実測処理の実行指示を操作者から取得したものとみなし、S104に処理を進める。一方、実測処理ボタンに対する押下操作を検出しなかったとき(判定結果がNoのとき)には、図5の処理を終了する。
In S102, a preparation process is performed. Details of this processing will be described later.
When the preparation process is completed, a process of displaying an actual measurement process button (not shown) on the image monitor 5 is performed in S103. Then, a process of determining whether or not a pressing operation on this button, which is performed by the operator operating the operation panel 3, is detected. Here, when a pressing operation on the actual measurement process button is detected (when the determination result is Yes), it is assumed that an instruction to execute the actual measurement process is acquired from the operator, and the process proceeds to S104. On the other hand, when the pressing operation on the actual measurement processing button is not detected (when the determination result is No), the processing in FIG. 5 is terminated.

S104では実測処理が行われ、その後はこの図5の処理を終了する。なお、この実測処理の詳細は後述する。
以上までの処理が、FRAP実験処理である。
In S104, an actual measurement process is performed, and thereafter the process of FIG. 5 is terminated. Details of the actual measurement process will be described later.
The above processing is the FRAP experiment processing.

次に図6について説明する。同図は、図5のS102の準備処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
図6の処理が開始されると、まず、図4の(1−1)に示すような画面が画像モニタ5に表示される。ここで、操作者がこの画面の指示に応じて固定細胞である標本を含む観察試料108をステージ107上へセットし、操作パネル3で所定の操作を行うと、画像モニタ5の表示は(2−1)の画面へと切り替わる。この画面が表示されているときに、操作者が操作パネル3を操作して所定の設定を行うと、観察試料108の画像の取得動作が開始され、(2−2)のような観察試料108の画像が画像モニタ5に別ウィンドウで表示される。
Next, FIG. 6 will be described. This figure is a flowchart showing the processing contents of the preparation processing in S102 of FIG.
When the process of FIG. 6 is started, a screen as shown in (1-1) of FIG. Here, when the operator sets an observation sample 108 including a specimen that is a fixed cell on the stage 107 in accordance with an instruction on this screen and performs a predetermined operation on the operation panel 3, the display on the image monitor 5 is (2 -1) screen is displayed. When the operator operates the operation panel 3 to make a predetermined setting while this screen is displayed, an operation for acquiring an image of the observation sample 108 is started, and the observation sample 108 as in (2-2) is started. Are displayed on the image monitor 5 in a separate window.

ここで、操作者は、ブリーチ実行条件の設定を行う。まず、図示しないスポットブリーチボタンとROI(Region Of Interest:興味領域)ブリーチボタンとが画像モニタ5に表示され、S201において、操作者が操作パネル3を操作して行うこれらのボタンに対する押下操作を検出し、検出された押下操作がスポットブリーチボタンに対するものであったか否かを判定する処理が行われる。このとき、検出された押下操作がスポットブリーチボタンに対するものであったとき(判定結果がYesのとき)には、スポットブリーチの結果に基づいて実効半径を算出する指示を操作者から取得したものとみなし、S202に処理を進める。一方、検出された押下操作がROIブリーチボタンに対するものであったとき(判定結果がNoのとき)には、ROIブリーチの結果に基づいて実効半径を算出する指示を操作者から取得したものとみなし、S203に処理を進める。   Here, the operator sets bleaching execution conditions. First, a spot breach button (not shown) and a ROI (Region Of Interest) breach button are displayed on the image monitor 5, and in S201, pressing operations on these buttons performed by the operator operating the operation panel 3 are detected. Then, processing for determining whether or not the detected pressing operation is for the spot breach button is performed. At this time, when the detected pressing operation is for the spot breach button (when the determination result is Yes), an instruction to calculate the effective radius based on the result of the spot breach is acquired from the operator. Assuming that the process proceeds to S202. On the other hand, when the detected pressing operation is for the ROI breach button (when the determination result is No), it is considered that an instruction to calculate the effective radius based on the result of the ROI breach is acquired from the operator. , The process proceeds to S203.

このとき、画像モニタ5には、図4の(2−2)の画像と共に、(3−1)のブリーチ実行条件の設定要求画面が表示される。操作者は、画像モニタ5上のこれらの表示に対して所定の設定を行う。   At this time, the setting request screen for the bleaching execution condition (3-1) is displayed on the image monitor 5 together with the image (2-2) in FIG. The operator makes a predetermined setting for these displays on the image monitor 5.

S202では、操作者によってなされた上記の設定のうち、前述したブリーチ領域の位置の設定を、「ブリーチ位置」として取得する処理が行われ、その後はS204に処理を進める。   In S202, processing for acquiring the above-described setting of the position of the bleaching area as the “bleaching position” among the above settings made by the operator is performed, and thereafter, the process proceeds to S204.

S203では、操作者によってなされた上記の設定のうち、前述したブリーチ領域の位置を、「ROI位置」として取得する処理が行われる。
S204では、フォトブリーチ前の各領域の輝度を測定する処理が行われる。
In S <b> 203, a process of acquiring the position of the breach area described above as the “ROI position” among the above settings made by the operator is performed.
In S204, processing for measuring the luminance of each area before photo bleaching is performed.

S205では、図4の(3−1)の画面に対して操作者によってなされた設定のうち、レーザ条件(レーザの走査速度やレーザ光の強度など)の設定を取得する処理が行われ、続くS206では、当該設定のうち、ブリーチ時間の設定を取得する処理が行われる。なお、これらの設定内容は、コンピュータ2のメモリ2cに保存される。   In S205, processing for obtaining settings of laser conditions (laser scanning speed, laser beam intensity, etc.) among the settings made by the operator on the screen of (3-1) in FIG. In S206, processing for acquiring the setting of the breach time among the settings is performed. Note that these settings are stored in the memory 2c of the computer 2.

S207では、以上のようにして取得した各種条件に従ってレーザ光を制御してフォトブリーチを観察試料108に対して施し、所定のデータ(フォトブリーチ後の観察試料108の画像の各画素の輝度)を光電変換器101で計測し、前述した各領域における蛍光の回復の時間変化を観測する処理が行われる。   In S207, the laser beam is controlled according to the various conditions acquired as described above, and photobleaching is performed on the observation sample 108, and predetermined data (luminance of each pixel of the image of the observation sample 108 after photobleaching) is obtained. The measurement is performed by the photoelectric converter 101, and the process of observing the temporal change of the fluorescence recovery in each region described above is performed.

S208では、実験対象である全ての観察試料108についての計測を完了したか否かを判定する処理が行われ、完了したと判定したとき(判定結果がYesのとき)にはS209に処理を進める。一方、未完と判定したとき(判定結果がNoのとき)にはS201へと処理を戻し、未計測である観察試料108を対象とする上述した計測のための処理が再度行われる。   In S208, a process for determining whether or not the measurement for all the observation samples 108 as the experiment target has been completed is performed. When it is determined that the measurement has been completed (when the determination result is Yes), the process proceeds to S209. . On the other hand, when it is determined to be incomplete (when the determination result is No), the process returns to S201, and the above-described measurement process for the observation sample 108 that has not been measured is performed again.

S209では、上述したようにして得られた観測の結果に基づいて、フォトブリーチに使用したレーザ光の実効半径を算出する処理が行われ、続くS210ではブリーチコンスタントを算出する処理が行われる。これらの算出処理は以下のようにして行われる。   In S209, a process for calculating the effective radius of the laser beam used for the photo bleaching is performed based on the observation result obtained as described above, and in a subsequent S210, a process for calculating the bleach constant is performed. These calculation processes are performed as follows.

まず、フォトブリーチの実行によって計測された輝度値より、ブリーチ位置の中心からの距離rと、観察試料108において当該距離の位置における前述した相対蛍光強度Crとの関係を、観察試料108毎に求める。なお、前掲した非特許文献2によれば、この関係は以下のようにして求められる。   First, the relationship between the distance r from the center of the bleaching position and the relative fluorescence intensity Cr described above at the position of the distance in the observation sample 108 is obtained for each observation sample 108 from the luminance value measured by execution of photo bleaching. . In addition, according to the nonpatent literature 2 mentioned above, this relationship is calculated | required as follows.

まず、観察試料108の画像において、前述した各領域の画素の平均輝度を算出する。ここで、細胞領域の画素の輝度をItotal とし、バックグラウンド領域の画素の輝度をIBGとする。また、ブリーチ領域において、ブリーチ位置の中心から距離rの位置に同心円状に位置している画素の輝度をIr とする。 First, in the image of the observation sample 108, the average luminance of the pixels in each region described above is calculated. Here, the luminance of the pixel in the cell region is I total and the luminance of the pixel in the background region is I BG . In the breach region, the luminance of a pixel located concentrically at a distance r from the center of the breach position is I r .

このとき、バックグラウンド領域の蛍光強度を基準としたときの細胞領域の蛍光強度 nettotal 及びブリーチ領域の蛍光強度 netr は、前掲した非特許文献2によれば、次式によって求められる。 In this case, fluorescence intensity net Non I r of the fluorescence intensity net Non I total and bleach region of a cell region when relative to the fluorescence intensity of the background area, according to Non-Patent Document 2 described supra, obtained by the following equation.

この蛍光強度 nettotal 及び netr を、ブリーチの前後について求める。
ここで、ブリーチ前の細胞領域の蛍光強度の平均をItotal (before)とし、ブリーチ後の細胞領域の蛍光強度の平均をItotal (after) とし、ブリーチ前のブリーチ領域の蛍光強度の平均をIr (before)とし、ブリーチ後のブリーチ領域の蛍光強度の平均をIr (after )とすると、前掲した非特許文献2によれば、相対蛍光強度Crは次式で求められる。
The fluorescence intensity net Non I total and net Non I r, determined for before and after bleaching.
Here, the average of the fluorescence intensity of the cell area before bleaching is defined as I total (before), the average of the fluorescence intensity of the cell area after bleaching is defined as I total (after), and the average of the fluorescence intensity of the bleach area before bleaching is defined as Assuming that I r (before) and the average of the fluorescence intensity in the bleached region after bleaching are I r (after), according to the non-patent document 2 mentioned above, the relative fluorescence intensity Cr is obtained by the following equation.

従って、この[数8]式を用いることにより、観察試料108に対するフォトブリーチの計測結果より、観察試料108において、ブリーチ位置の中心からの距離rの位置における相対蛍光強度Crの値を得ることができる。ここで、汎用の数値グラフ解析ソフトを実行し、このようにして得られた距離rと相対蛍光強度Crとの関係と、実効半径w及びブリーチコンスタントKを変数にした前掲した[数5]式のグラフとの間で、カーブフィッティング解析を行う。この解析によって両者が適切にフィットするときの両変数の値を得ることにより、実効半径w及びブリーチコンスタントKが求まる。 Therefore, by using this [Equation 8], it is possible to obtain the value of the relative fluorescence intensity Cr at the position r from the center of the breach position in the observation sample 108 from the photobleach measurement result for the observation sample 108. it can. Here, a general-purpose numerical graph analysis software is executed, and the relationship between the distance r and the relative fluorescence intensity Cr obtained in this way, the effective radius w and the bleach constant K are used as variables. Curve fitting analysis is performed with this graph. The effective radius w and the bleach constant K are obtained by obtaining the values of both variables when the two fit appropriately by this analysis.

以上の演算を計測した全ての観察試料108について行い、観察試料108の各々について得られた結果の平均を求めることにより、実効半径w及びブリーチコンスタントKの最終的な値が得られる。   The final values of the effective radius w and the bleach constant K are obtained by performing the above calculation on all the observed samples 108 and calculating the average of the results obtained for each of the observed samples 108.

図6の説明へ戻ると、S211において、上述したようにして得られた結果を、コンピュータ2のメモリ2cに保存する処理が行われ、その後はこの図6の処理が終了する。
次に図7について説明する。同図は、図5のS104の実測処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
Returning to the description of FIG. 6, in S211, a process of storing the result obtained as described above in the memory 2c of the computer 2 is performed, and thereafter, the process of FIG. 6 ends.
Next, FIG. 7 will be described. This figure is a flowchart showing the processing contents of the actual measurement processing in S104 of FIG.

まず、S301において、前述した準備処理においてコンピュータ2のメモリ2cに保存しておいた情報(レーザ条件、ブリーチ時間や、実効半径w及びブリーチコンスタントKの値など)を読み出す処理が行われる。   First, in S301, processing for reading information (laser conditions, bleaching time, effective radius w, bleaching constant K value, etc.) stored in the memory 2c of the computer 2 in the above-described preparation processing is performed.

ここで、画像モニタ5には、図8の(1)に示すような、前述した準備処理における図4の(1−1)と同様の画面、すなわち、共焦点レーザ走査型顕微鏡1の各部をコンピュータ2が制御して取得させた観察試料108の画像が表示される。ここで、操作者がこの画面の指示に応じて生細胞である観察試料108をステージ107上へセットし、操作パネル3で所定の操作を行うと、観察試料108の画像の取得動作が開始され、画像モニタ5の表示は図8の(2)に示すような観察試料108の画像が表示される。   Here, the image monitor 5 has the same screen as (1-1) in FIG. 4 in the above-described preparation process as shown in FIG. 8 (1), that is, each part of the confocal laser scanning microscope 1. An image of the observation sample 108 acquired by the computer 2 is displayed. Here, when the operator sets the observation sample 108, which is a living cell, on the stage 107 in accordance with an instruction on this screen and performs a predetermined operation on the operation panel 3, an operation for acquiring an image of the observation sample 108 is started. The display on the image monitor 5 displays an image of the observation sample 108 as shown in (2) of FIG.

操作者は、画像モニタ5上のこれらの画像に対してROIの作成、すなわち、ブリーチ領域、細胞領域、及びバックグラウンド領域の3つの領域の設定を行う。図8の(3)は、このROIの作成の様子を示している。   The operator creates an ROI for these images on the image monitor 5, that is, sets three areas, a bleach area, a cell area, and a background area. (3) in FIG. 8 shows how the ROI is created.

S302では、これらのROIの作成結果を取得する処理が行われる。
S303では、実験のための処理、すなわち、S301の処理によって取得された各種条件に従ってフォトブリーチを観察試料108に対して施し、所定のデータ(フォトブリーチ後の観察試料108の画像の各画素の輝度)を計測して蛍光強度の回復の時間変化を観測する処理が行われる。
In S302, a process for acquiring these ROI creation results is performed.
In S303, photobleaching is performed on the observation sample 108 in accordance with the process for the experiment, that is, the various conditions acquired in the process of S301, and predetermined data (the luminance of each pixel in the image of the observation sample 108 after photobleaching). ) Is measured to observe the temporal change in the recovery of the fluorescence intensity.

S304では、この観察により、蛍光強度がプラトーに達したか否かを判定する処理が行われる。この判定処理では、例えば、所定時間ごとに蛍光強度の観測を行い、前回に観測された蛍光強度値と今回観測された蛍光強度値との差が所定値以下となった場合には蛍光強度がプラトーに達したと判定する。また、この代わりに、所定時間ごとに蛍光強度の観測を行い、直近の所定回数(例えば5回)に観測された蛍光強度値の平均と、それ以前の所定回数(例えば5回)に観測された蛍光強度値の平均との差を求め、当該差が所定値以下となった場合には蛍光強度がプラトーに達したと判定するようにしてもよい。   In S304, a process for determining whether or not the fluorescence intensity has reached a plateau by this observation is performed. In this determination process, for example, the fluorescence intensity is observed every predetermined time, and if the difference between the fluorescence intensity value observed last time and the fluorescence intensity value observed this time is equal to or less than a predetermined value, the fluorescence intensity is It is determined that the plateau has been reached. Alternatively, the fluorescence intensity is observed every predetermined time, and the average of the fluorescence intensity values observed at the most recent predetermined number (for example, 5 times) and the previous predetermined number of times (for example, 5 times) are observed. A difference from the average of the fluorescence intensity values may be obtained, and when the difference becomes a predetermined value or less, it may be determined that the fluorescence intensity has reached a plateau.

このS304の判定処理において、蛍光強度がプラトーに達したと判定されたときにのみ(判定結果がYesのときにのみ)、現在の観測対象である観察試料108についての蛍光強度の回復の時間変化の観測が完了したとみなしてS305に処理を進める。このS304の判定処理により、過不足のないデータの取得が可能となり、当該データ保持のために消費されるメモリ2cの記憶容量の圧迫が軽減されると共に、蛍光回復時間の定量的な測定が可能となる。   Only when it is determined in the determination process of S304 that the fluorescence intensity has reached a plateau (only when the determination result is Yes), the temporal change in the recovery of the fluorescence intensity for the observation sample 108 that is the current observation target And the process proceeds to S305. The determination process of S304 makes it possible to acquire data without excess or deficiency, reduce the storage capacity of the memory 2c consumed for holding the data, and quantitatively measure the fluorescence recovery time. It becomes.

S305では、用意されている観察試料108の全て(例えば10〜20細胞程度)に対する上記の実験を終えたか否かを判定する処理が行われ、実験を全て終えたと判定したとき(判定結果がYesのとき)にはS306に処理を進める。一方、未実験の観察試料108が残されていると判定したとき(判定結果がNoのとき)にはS302へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。   In S305, a process for determining whether or not the above-described experiment has been completed for all of the prepared observation samples 108 (for example, about 10 to 20 cells) is performed, and when it is determined that all the experiments have been completed (the determination result is Yes) ), The process proceeds to S306. On the other hand, when it is determined that the untested observation sample 108 remains (when the determination result is No), the process returns to S302 and the above-described process is repeated.

S306では、拡散定数Dを算出する処理が行われる。すなわち、生細胞である複数の観察試料108に対してブリーチを行って得られた、時間tと蛍光強度FK (t)との関係を示す平均のプロットデータと、拡散係数D、プラトーP、及びベースラインaを変数とした[数1]式のグラフ([数2]式の定義を適用した[数1]式のグラフ)との間で、汎用の数値グラフ解析ソフトによるカーブフィッティング解析処理を実行する。このとき、Σの項としては、例えばn=0から40程度までを展開する。そして、この解析によって、[数1]式のグラフがプロットデータに適切にフィットするときの変数の値を得ることで、拡散係数DプラトーP、及びベースラインaが求められる。なお、蛍光強度の時間変化のプロットデータからプラトー強度(qP00/A)を明確に特定できる場合には、当該プラトー強度をプロットデータから直接求めるようにしてもよい。 In S306, a process for calculating the diffusion constant D is performed. That is, average plot data showing the relationship between time t and fluorescence intensity F K (t) obtained by bleaching a plurality of observation samples 108 that are living cells, diffusion coefficient D, plateau P, And curve fitting analysis processing by general-purpose numerical graph analysis software between the graph of [Formula 1] with the baseline a as a variable (graph of [Formula 1] applying the definition of [Formula 2]) Execute. At this time, as the term of Σ, for example, n = 0 to about 40 are expanded. And by this analysis, the diffusion coefficient D plateau P and the baseline a are obtained by obtaining the values of the variables when the graph of the [Equation 1] is appropriately fitted to the plot data. When the plateau intensity (qP 0 C 0 / A) can be clearly identified from the plot data of the fluorescence intensity with time, the plateau intensity may be obtained directly from the plot data.

S307では、蛍光回復時間を算出する処理が行われる。この処理は、時間tと蛍光強度FK (t)との関係を示す平均のプロットデータからプラトーに達するまでの時間を求めることによって得られる。 In S307, a process for calculating the fluorescence recovery time is performed. This processing is obtained by obtaining the time to reach the plateau from the average plot data indicating the relationship between the time t and the fluorescence intensity F K (t).

S308では、Mobile/Immobile 率を算出する処理が行われる。この処理は、t=0のときの蛍光強度aとプラトーに達したときの蛍光強度Pとを、図3に示した動く分子と動かない分子との割合の関係に基づいて求めるようにすればよく、また、時間tと蛍光強度FK (t)との関係を示す平均のプロットデータから図3に示した関係に基づいて求めるようにしてもよい。 In S308, processing for calculating the Mobile / Immobile rate is performed. In this process, the fluorescence intensity a when t = 0 and the fluorescence intensity P when the plateau is reached are obtained based on the relationship between the moving molecules and the non-moving molecules shown in FIG. Alternatively, the average plot data indicating the relationship between the time t and the fluorescence intensity F K (t) may be obtained based on the relationship shown in FIG.

S309では、以上のようにして得られた拡散定数、蛍光回復時間、及びMobile/Immobile 率を画像モニタ5に表示する等して出力する処理が行われ、その後はこの図7の処理が終了する。   In S309, the diffusion constant, the fluorescence recovery time, and the Mobile / Immobile rate obtained as described above are output on the image monitor 5 and output, and then the processing of FIG. 7 ends. .

上述した図5、図6、及び図7の処理をコンピュータ2内の計算・処理部2aに備えられているCPUが行うことにより、GUI機能を利用したFRAP法の実験が図1に示したシステムで可能となる。   The system shown in FIG. 1 is an experiment of the FRAP method using the GUI function by performing the processing of FIGS. 5, 6, and 7 described above by the CPU provided in the calculation / processing unit 2 a in the computer 2. Is possible.

なお、上述した実施形態においては、レーザによるブリーチ特性が図2の(a)に示した正規分布特性を示すものとしていたが、レーザによるブリーチ特性が図2の(b)に示すようなサーキュラ・ディスク特性を呈するものとみなせるときには、[数6]式を利用することにより、拡散係数Dの算出処理を簡素化することができる。   In the above-described embodiment, the breach characteristic by the laser has the normal distribution characteristic shown in FIG. 2A. However, the breach characteristic by the laser has a circular characteristic as shown in FIG. When it can be regarded as exhibiting disk characteristics, the calculation process of the diffusion coefficient D can be simplified by using the formula [6].

また、前述した実施形態においては、図6のS206の処理において取得したフォトブリーチの時間の設定に従ってフォトブリーチを実行するようにしていたが、この代わりに、操作者によって設定される、ブリーチを実行したときの到達輝度値(蛍光強度の閾値)の設定を取得し、取得した輝度値に到達するまでブリーチを行い、設定された輝度値に到達したときにブリーチを完了させる制御処理を行うようにしてもよい。こうすることによっても、フォトブリーチの完了後直ちに蛍光回復の観測を開始することができ、蛍光の回復時間の計測も精度良く行うことができる。   In the above-described embodiment, the photo bleaching is executed according to the setting of the photo bleaching time acquired in the process of S206 in FIG. 6, but instead, the bleaching set by the operator is executed. Acquisition brightness value (fluorescence intensity threshold) setting is acquired, bleaching is performed until the acquired brightness value is reached, and control processing is performed to complete the bleaching when the set brightness value is reached. May be. This also allows observation of fluorescence recovery to be started immediately after completion of photobleaching, and measurement of the fluorescence recovery time can be performed with high accuracy.

また、操作者がこの到達輝度値の設定を行う代わりに、バックグラウンド領域の平均値を算出し、この値を到達輝度値として自動的に設定するようにしてもよい。
また、前述した実施形態においては、図7のS302からS305の処理の繰り返しにおいて、観察試料108をひとつずつ入れ替えるようにしていたが、その代わりに、観察試料108である複数の細胞を予め登録しておいて各細胞に対するROIの作成をまとめて行っておくようにし、S302の処理ではこのROIの作成結果を一括取得するようにし、電動XYステージ装置と組み合わせた多点タイムラプスシステムを併用して、FRAP実験と解析とを自動的に繰り返すように図7の処理を変更することもできる。
Further, instead of the operator setting the reached luminance value, an average value of the background area may be calculated and this value may be automatically set as the reached luminance value.
In the above-described embodiment, the observation sample 108 is replaced one by one in the repetition of the processing from S302 to S305 in FIG. 7, but instead, a plurality of cells that are the observation sample 108 are registered in advance. In addition, the ROI creation for each cell is performed collectively, and in the process of S302, the creation result of the ROI is acquired at once, and the multipoint time lapse system combined with the electric XY stage device is used together. The processing in FIG. 7 can be changed so that the FRAP experiment and analysis are automatically repeated.

以上のように、FRAP法を用いて蛍光分子の拡散定数を計測する場合には、煩雑な実験や複雑な計算式を解読する作業を実施する必要があるため、結果を算出するまでに多大な労力を要するところ、本実施形態によれば、ウィザード形式のGUI機能によりFRAP実験のための一連の作業の流れが進むように構成されているので、操作者は画面に表示される指示に従って作業を進めていけば、的確な実験と、定量的な拡散定数の算出とを容易に行うことが可能になる。   As described above, when the diffusion constant of a fluorescent molecule is measured using the FRAP method, it is necessary to carry out a complicated experiment and a task of decoding a complicated calculation formula. According to the present embodiment, since a series of work flow for the FRAP experiment proceeds with the wizard-type GUI function, the operator can perform the work according to the instructions displayed on the screen. Proceeding makes it possible to easily perform accurate experiments and quantitatively calculate diffusion constants.

ところで、図5、図6、及び図7にフローチャートで示した処理を、標準的な構成のコンピュータ、すなわち、制御プログラムを実行することで各構成要素を制御するCPUと、ROMやRAM及び磁気記憶装置などからなり、CPUに各構成要素を制御させる制御プログラムの記憶やCPUが制御プログラムを実行する際のワークエリアあるいは各種データの記憶領域として使用される記憶部と、ユーザによる操作に対応する各種のデータが取得される入力部と、ディスプレイなどに各種のデータを提示してユーザに通知する出力部と、他の機器とのデータ授受のためのインタフェース機能を提供するI/F部と、を備えるコンピュータに行わせることが可能である。そのためには、これらの処理をCPUに行わせるための制御プログラムを作成してコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させておき、そのプログラムを記録媒体からコンピュータに読み込ませてCPUで実行させるようにすればよい。   By the way, the processing shown in the flowcharts in FIGS. 5, 6, and 7 is performed by a standard computer, that is, a CPU that controls each component by executing a control program, a ROM, a RAM, and a magnetic memory. And a storage unit used as a work area or a storage area for various data when the CPU executes the control program, and various types corresponding to operations by the user. An input unit from which data is acquired, an output unit that presents various data on a display and notifies the user, and an I / F unit that provides an interface function for data exchange with other devices, It is possible to have a computer equipped. For this purpose, a control program for causing the CPU to perform these processes is created and recorded on a computer-readable recording medium, and the program is read from the recording medium to the computer and executed by the CPU. That's fine.

記録させた制御プログラムをコンピュータで読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、コンピュータに内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるROMやハードディスク装置などの記憶装置、コンピュータに備えられる媒体駆動装置へ挿入することによって記録された制御プログラムを読み出すことのできるフレキシブルディスク、MO(光磁気ディスク)、CD−ROM、DVD−ROMなどといった携帯可能記録媒体等が利用できる。   As a recording medium that can be read by the computer, the recorded control program can be inserted into, for example, a storage device such as a ROM or a hard disk device provided as an internal or external accessory device in the computer, or a medium driving device provided in the computer. A portable recording medium such as a flexible disk, MO (magneto-optical disk), CD-ROM, DVD-ROM, or the like from which the control program recorded can be read out can be used.

また、記録媒体は通信回線を介してコンピュータと接続される、プログラムサーバとして機能するコンピュータシステムが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバから伝送媒体である通信回線を通じてコンピュータへ伝送するようにし、コンピュータでは受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することでこの制御プログラムをコンピュータのCPUで実行できるようになる。   Further, the recording medium may be a storage device provided in a computer system functioning as a program server connected to a computer via a communication line. In this case, a transmission signal obtained by modulating a carrier wave with a data signal representing a control program is transmitted from the program server to a computer through a communication line as a transmission medium, and the computer demodulates the received transmission signal. By replaying the control program, the control program can be executed by the CPU of the computer.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various improvement and change are possible within the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明を実施する共焦点レーザ走査型顕微鏡のシステム構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the system configuration | structure of the confocal laser scanning microscope which implements this invention. レーザ光によるブリーチ特性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the bleach characteristic by a laser beam. フォトブリーチ後の蛍光回復曲線の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the fluorescence recovery curve after photo bleaching. 画像モニタでの表示例(その1)を示す図である。It is a figure which shows the example of a display on an image monitor (the 1). FRAP実験処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a FRAP experiment process. 準備処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a preparation process. 実測処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the measurement process. 画像モニタでの表示例(その2)を示す図である。It is a figure which shows the example of a display on an image monitor (the 2).

符号の説明Explanation of symbols

1 共焦点レーザ走査型顕微鏡本体
2 コンピュータ
2a 計算・処理部
2b A/D入力CH
2c メモリ
2d 制御プログラム
3 操作パネル
4 レーザ装置
5 画像モニタ
101 光電変換器
102 励起用ダイクロイックミラー
103 ミラー
104 走査ユニット
105 レボルバ
106 対物レンズ
107 ステージ
108 観察試料
109 レンズ
110 コンフォーカルアパーチャ
111 バリアフィルタ
1 Confocal Laser Scanning Microscope Body 2 Computer 2a Calculation / Processing Unit 2b A / D Input CH
2c memory 2d control program 3 operation panel 4 laser device 5 image monitor 101 photoelectric converter 102 excitation dichroic mirror 103 mirror 104 scanning unit 105 revolver 106 objective lens 107 stage 108 observation sample 109 lens 110 confocal aperture 111 barrier filter

Claims (9)

レーザ光の照射の制御を行って標本における部分領域にフォトブリーチを施すフォトブリーチ実行制御手段と、
共焦点レーザ走査型顕微鏡を制御して前記標本における前記フォトブリーチが施された領域の蛍光の回復の時間変化を観測する観測制御手段と、
生細胞である標本に対する前記観測の結果に基づいて当該標本の拡散係数を算出する拡散係数算出手段と、
を有することを特徴とする顕微鏡制御装置。
Photobleaching execution control means for performing photobleaching on a partial region of the specimen by controlling the irradiation of the laser beam;
An observation control means for controlling a confocal laser scanning microscope to observe a temporal change in the recovery of fluorescence in the photobleached region in the specimen;
A diffusion coefficient calculating means for calculating a diffusion coefficient of the sample based on a result of the observation on the sample that is a living cell;
A microscope control apparatus comprising:
固定細胞である標本に対する前記観測の結果に基づいて、当該フォトブリーチに使用したレーザ光の実効半径を算出する実効半径算出手段を更に有し、
前記拡散係数算出手段は、前記実効半径に基づいて前記拡散係数を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡制御装置。
Based on the result of the observation on the specimen that is a fixed cell, further has an effective radius calculation means for calculating the effective radius of the laser beam used for the photobleaching,
The diffusion coefficient calculating means calculates the diffusion coefficient based on the effective radius;
The microscope control apparatus according to claim 1.
前記共焦点レーザ走査型顕微鏡を制御して前記標本の画像を取得させる標本画像取得手段と、
前記標本の画像の表示を行う標本画像表示手段と、
前記標本の画像の表示に対してなされる領域の設定を取得する領域設定取得手段と、
を更に有し、
前記フォトブリーチ制御手段は、前記領域設定取得手段によって取得された領域に対応する前記部分領域にフォトブリーチが施されるように前記制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡制御装置。
A specimen image acquisition means for controlling the confocal laser scanning microscope to acquire an image of the specimen;
A specimen image display means for displaying an image of the specimen;
Area setting acquisition means for acquiring setting of an area made for display of the image of the specimen;
Further comprising
The photo bleach control means performs the control such that photo bleach is performed on the partial area corresponding to the area acquired by the area setting acquisition means.
The microscope control apparatus according to claim 1.
前記領域設定取得手段は、前記標本におけるフォトブリーチを施す第一の領域の設定、前記表示における当該標本が表されている第二の領域の設定、及び当該表示における当該標本が表されていない第三の領域の設定を取得し、
前記拡散係数算出手段は、前記第三の領域の蛍光の強度を基準としたときの前記第一及び前記第二の領域各々の蛍光の強度の相対値に基づいて前記拡散係数を算出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の顕微鏡制御装置。
The area setting acquisition means sets a first area to which photobleaching is performed in the specimen, sets a second area in which the specimen is represented in the display, and does not represent the specimen in the display. Get the settings for the three areas,
The diffusion coefficient calculating means calculates the diffusion coefficient based on a relative value of the fluorescence intensity of each of the first and second areas when the fluorescence intensity of the third area is used as a reference.
The microscope control apparatus according to claim 3.
前記フォトブリーチの実行条件の設定要求画面を表示する設定要求画面表示手段と、
前記設定要求画面での要求に対応する前記実行条件の入力を取得する実行条件取得手段と、
を更に有し、
前記フォトブリーチ実行制御手段は、前記実行条件取得手段によって取得された前記実行条件に従うように前記制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡制御装置。
A setting request screen display means for displaying a setting request screen for execution conditions of the photo bleach;
Execution condition acquisition means for acquiring an input of the execution condition corresponding to the request on the setting request screen;
Further comprising
The photo bleach execution control means performs the control according to the execution condition acquired by the execution condition acquisition means.
The microscope control apparatus according to claim 1.
生細胞である標本に対する前記観測の結果に基づいて、当該標本のモバイル/インモバイル率を算出するモバイル/インモバイル率算出手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡制御装置。   The microscope control apparatus according to claim 1, further comprising a mobile / in-mobile rate calculating unit that calculates a mobile / in-mobile rate of the sample based on a result of the observation of the sample that is a living cell. 前記フォトブリーチが施された領域の蛍光が回復してプラトーに達したか否かの判定を行う判定手段を更に有し、
前記観測制御手段は、前記フォトブリーチが施された領域の蛍光がプラトーに達したとの判定がされたときに、前記標本についての前記制御を完了する、
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡制御装置。
A determination means for determining whether the fluorescence of the region subjected to the photo bleaching has recovered and reached a plateau;
The observation control means completes the control for the specimen when it is determined that the fluorescence of the region subjected to the photo bleaching has reached a plateau.
The microscope control apparatus according to claim 1.
蛍光の強度の閾値の設定を取得する蛍光強度閾値取得手段を更に有し、
前記フォトブリーチ実行制御手段は、前記部分領域の蛍光の強度が前記閾値に達したときにフォトブリーチを完了させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡制御装置。
A fluorescence intensity threshold acquisition means for acquiring the setting of the fluorescence intensity threshold;
The photo bleach execution control means performs control to complete photo bleach when the fluorescence intensity of the partial region reaches the threshold value.
The microscope control apparatus according to claim 1.
レーザ光の照射の制御を行って標本における部分領域にフォトブリーチを施す処理と、
共焦点レーザ走査型顕微鏡を制御して前記標本における前記フォトブリーチが施された領域の蛍光の回復の時間変化を観測する処理と、
生細胞である標本に対する前記観測の結果に基づいて当該標本の拡散係数を算出する処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。

A process of performing photobleaching on a partial region of the specimen by controlling the irradiation of the laser beam; and
A process of controlling a confocal laser scanning microscope to observe a temporal change in the recovery of fluorescence in the photobleached region in the specimen;
Processing for calculating the diffusion coefficient of the sample based on the result of the observation on the sample that is a living cell;
A program that causes a computer to perform

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013068631A (en) * 2008-03-21 2013-04-18 Abbott Point Of Care Inc Method and apparatus for analyzing individual cells or particulates using fluorescent quenching and/or fluorescent bleaching
CN114460051A (en) * 2022-01-11 2022-05-10 西南交通大学 Fluorescence detection device and method for detecting coating effect of friction regulator on rail top of steel rail

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004252414A (en) * 2003-01-28 2004-09-09 Olympus Corp Scanning optical microscopic apparatus, its control method and program
JP2005181581A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Olympus Corp Laser scanning confocal microscope

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004252414A (en) * 2003-01-28 2004-09-09 Olympus Corp Scanning optical microscopic apparatus, its control method and program
JP2005181581A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Olympus Corp Laser scanning confocal microscope

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013068631A (en) * 2008-03-21 2013-04-18 Abbott Point Of Care Inc Method and apparatus for analyzing individual cells or particulates using fluorescent quenching and/or fluorescent bleaching
CN114460051A (en) * 2022-01-11 2022-05-10 西南交通大学 Fluorescence detection device and method for detecting coating effect of friction regulator on rail top of steel rail

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