JP2017003904A - 顕微鏡システムおよび顕微鏡観察方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蛍光薬剤または発光薬剤により目的分子を標識した複数の細胞からなる1以上の細胞集塊を収容する培養容器7を載置する電動ステージ8と、該電動ステージ8に載置された培養容器7内の細胞集塊の低倍画像を取得する低倍画像取得部11と、取得された低倍画像を解析して培養容器7内の各細胞集塊の位置を検出する細胞集塊位置検出部24と、検出された各位置に対物レンズ9の光軸Sを一致させ、かつ、細胞集塊に対する対物レンズ9の距離を順次変更するよう電動ステージ8および/または対物レンズ9を移動させ、細胞集塊を構成する細胞から発せられる蛍光または発光の光軸S方向に間隔をあけた複数のスライス画像を低倍画像取得部11よりも高い倍率で取得する高倍画像取得部12とを備える顕微鏡システム1を提供する。
【選択図】図1
Description
イメージサイトメータによれば、各細胞データは組織細胞画像における位置情報を保持しており、元画像と照合することで、腫瘍組織に属する細胞のデータなのか、正常組織に属する細胞のデータなのかを明確に識別することができる。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、単層培養細胞よりも、より生体内に近い状態で細胞計測を効率よく実施することができる顕微鏡システムおよび顕微鏡観察方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、蛍光薬剤または発光薬剤により目的分子を標識した複数の細胞からなる1以上の細胞集塊を収容する培養容器を載置する電動ステージと、該電動ステージに載置された前記培養容器内の前記細胞集塊の低倍画像を取得する低倍画像取得部と、該低倍画像取得部により取得された低倍画像を解析して前記培養容器内の各前記細胞集塊の位置を検出する細胞集塊位置検出部と、該細胞集塊位置検出部により検出された各位置に対物レンズの光軸を一致させ、かつ、前記細胞集塊に対する前記対物レンズの距離を順次変更するよう前記電動ステージおよび/または前記対物レンズを移動させ、前記細胞集塊を構成する細胞から発せられる蛍光または発光の前記光軸方向に間隔をあけた複数のスライス画像を前記低倍画像取得部よりも高い倍率で取得する高倍画像取得部とを備える顕微鏡システムを提供する。
このようにすることで、低倍画像取得部の作動により、培養容器を挟んで対物レンズと反対側から透過照明光が入射され、培養容器内の細胞集塊を通過した光が対物レンズにより集光され透過低倍画像が取得される。これにより、透過低倍画像には細胞集塊の輪郭形状が含まれるので、該輪郭形状を抽出することで、例えば、その重心位置等の代表的な位置を細胞集塊の位置として簡易に検出することができる。
このようにすることで、低倍画像取得部の作動により、細胞集塊を構成する複数の細胞からの蛍光または発光の低倍画像が取得される。蛍光または発光は細胞集塊を構成する全ての細胞から発せられるとは限られないが、蛍光または発光を発している近接する細胞は同じ細胞集塊に属していると考えられるので、低倍画像に含まれる近接する細胞に基づいて細胞集塊全体の輪郭形状を推定することができ、細胞集塊の位置を簡易に推定することができる。
このようにすることで、細胞集塊の最大直径に基づいて設定された倍率の対物レンズを使用して、適正な大きさに拡大された高倍画像を取得して、高精度の観察を行うことができる。
本実施形態に係る顕微鏡システム1は、図1に示されるように、顕微鏡2と、顕微鏡2を制御する顕微鏡制御部3と、該顕微鏡制御部3に対する指令を行うとともに、顕微鏡2により取得された画像を処理する全体制御部4と、該全体制御部4により処理された画像を表示するモニタ5および全体制御部4に対してユーザが入力を行う入力部19とを備えている。図中符号6はインタフェース部(I/F)である。
レボルバ10にはZ方向移動機構25が設けられ、対物レンズ9を光軸Sに沿うZ方向に移動させることができるようになっている。
そして、全体制御部4は、予め設定された動作パターンで電動ステージ8を作動させ、例えば、図2に示されるように、マルチウェルプレート7のいずれかのウェル7aを順次、観察光軸S上に配置して透過画像を取得させるようになっている。
そして、全体制御部4は、ステージ制御部22に指令して、各ウェル7aの細胞集塊Bの位置を観察光軸Sに一致させるように電動ステージ8を作動させるようになっている。また、レボルバ制御部23に指令して、対物レンズ9の焦点位置を細胞集塊BのZ方向のいずれかの端部近傍に配置するようになっている。
本実施形態に係る顕微鏡システム1を用いてマルチウェルプレート7内に収容された細胞Aの観察を行うには、図5に示されるように、蛍光薬剤または発光薬剤によって標識された細胞Aを収容するマルチウェルプレート7を電動ステージ8にセットする(ステップS1)。ユーザは入力部19から観察条件を入力する(ステップS2)。
そして、ユーザが入力部19から観察開始の指示を入力すると(ステップS3)、まず、透過観察光学系11が選択されて、全体制御部4から、撮像制御部20、光源制御部21、ステージ制御部22およびレボルバ制御部23に指令が送られる。
すなわち、図1に示される顕微鏡システム1の透過観察光学系11を用いずに観察を行ってもよいし、図9に示されるように、透過観察光学系11を有しない顕微鏡26を用いて観察を行うことにしてもよい。
すなわち、細胞集塊Bを構成している細胞Aの全てが蛍光または発光を発生していない場合には、所定の範囲内で近接して蛍光または発光を発生している複数の細胞Aに基づいて、細胞集塊Bの重心位置を推定することができる。これによれば、透過観察光学系11と落射観察光学系12とを切り替えることなく落射観察光学系12のみを用いて細胞集塊Bの3次元的な評価を行うことができるという利点がある。
7 マルチウェルプレート(培養容器)
8 電動ステージ
9 対物レンズ
11 透過観察光学系(低倍画像取得部)
12 落射観察光学系(高倍画像取得部)
24 画像解析部(細胞集塊位置検出部)
S8 低倍画像取得ステップ
S10 位置検出ステップ
S19 高倍画像取得ステップ
A 細胞
B 細胞集塊
Claims (5)
- 蛍光薬剤または発光薬剤により目的分子を標識した複数の細胞からなる1以上の細胞集塊を収容する培養容器を載置する電動ステージと、
該電動ステージに載置された前記培養容器内の前記細胞集塊の低倍画像を取得する低倍画像取得部と、
該低倍画像取得部により取得された低倍画像を解析して前記培養容器内の各前記細胞集塊の位置を検出する細胞集塊位置検出部と、
該細胞集塊位置検出部により検出された各位置に対物レンズの光軸を一致させ、かつ、前記細胞集塊に対する前記対物レンズの距離を順次変更するよう前記電動ステージおよびまたは前記対物レンズを移動させ、前記細胞集塊を構成する細胞から発せられる蛍光または発光の前記光軸方向に間隔をあけた複数のスライス画像を前記低倍画像取得部よりも高い倍率で取得する高倍画像取得部とを備える顕微鏡システム。 - 前記低倍画像取得部が、前記細胞集塊の透過低倍画像を取得し、
前記細胞集塊位置検出部が、前記透過低倍画像に含まれる各前記細胞集塊の輪郭形状に基づいて、各該細胞集塊の位置を検出する請求項1に記載の顕微鏡システム。 - 前記低倍画像取得部が、前記細胞集塊を構成する複数の細胞からの蛍光または発光の低倍画像を取得し、
前記細胞集塊位置検出部が、前記低倍画像の蛍光または発光画像に含まれる近接する細胞に基づいて各前記細胞集塊の位置を推定する請求項1に記載の顕微鏡システム。 - 前記高倍画像取得部が、前記低倍画像取得部により取得された低倍画像に含まれる前記細胞集塊の最大直径を検出し、検出された最大直径に基づいて、使用する対物レンズの倍率を設定する請求項1から請求項3のいずれかに記載の顕微鏡システム。
- 培養容器内に収容された、蛍光薬剤または発光薬剤により目的分子を標識した複数の細胞からなる1以上の細胞集塊の低倍画像を取得する低倍画像取得ステップと、
該低倍画像取得ステップにより取得された低倍画像を解析して前記培養容器内の各前記細胞集塊の位置を検出する位置検出ステップと、
該位置検出ステップにより検出された各位置に対物レンズの光軸を一致させて、各前記細胞集塊に対する前記対物レンズの距離を順次変更しながら、前記低倍画像取得ステップよりも高倍率の前記細胞集塊の発光または蛍光の複数のスライス画像を取得する高倍画像取得ステップとを含む顕微鏡観察方法。
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