JPH02310448A - 細胞内イオンの測定方法 - Google Patents
細胞内イオンの測定方法Info
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- JPH02310448A JPH02310448A JP13332089A JP13332089A JPH02310448A JP H02310448 A JPH02310448 A JP H02310448A JP 13332089 A JP13332089 A JP 13332089A JP 13332089 A JP13332089 A JP 13332089A JP H02310448 A JPH02310448 A JP H02310448A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｒ産業上の利用分野」
本発明は標準走査方式のＴＶカメラを用いて標準のサン
プリング時間に比し数倍の速度でサンプリングを可能に
した細胞内のイオン測定方法に関するものである。
プリング時間に比し数倍の速度でサンプリングを可能に
した細胞内のイオン測定方法に関するものである。
「従来の技術」
従来より細胞内のカルシウムイオン（Ｃ：ａ”）濃度は
、高感度ＴＶカメラと蛍光顕微鏡とを組合せて、波長の
異なる２つの励起光で交互に励起し、得られた画像の蛍
光強度の比を画像処理装置で算出することにより測定し
ていた。この場合、ＴＶカメラは標準走査方式のため、
サンプリング時間は１／６０ｓｅｃまたはｌ ／３０ｓ
ｅｃであった。
、高感度ＴＶカメラと蛍光顕微鏡とを組合せて、波長の
異なる２つの励起光で交互に励起し、得られた画像の蛍
光強度の比を画像処理装置で算出することにより測定し
ていた。この場合、ＴＶカメラは標準走査方式のため、
サンプリング時間は１／６０ｓｅｃまたはｌ ／３０ｓ
ｅｃであった。
また、それ以上の高速の現象をとらえるには高速ビデオ
方式とかフォトダイオードアレイによる画素毎の並列処
理方式などが提案されている。
方式とかフォトダイオードアレイによる画素毎の並列処
理方式などが提案されている。
「発明が解決しようとする課題」
標準走査方式のＴＶカメラを用いた場合、サンプリング
時間は１７６０ｓｅｃまたは１／３０ｓｅｃが限界であ
るため、例えば心筋細胞等のように比較的速い動きの現
象をとらえるには不充分であった。
時間は１７６０ｓｅｃまたは１／３０ｓｅｃが限界であ
るため、例えば心筋細胞等のように比較的速い動きの現
象をとらえるには不充分であった。
前記高速ビデオ方式は高速度の動きはとらえられるが、
標準の記録装置が使用でできないこと、感度不足である
ことの２点から細胞内カルシウムイオンに代表される細
胞機能の解析には不向きであり、また、フォトダイオー
ド方式は画素数を増やすのが困難であること、並列処理
のため処理回路が極めて複雑で大型になることなどの問
題があった・ 本発明は標準走査方式のＴＶカメラを用いて標準より数
倍の速度の現象をとらえることのできる測定方法を得る
ことを目的とするものである。
標準の記録装置が使用でできないこと、感度不足である
ことの２点から細胞内カルシウムイオンに代表される細
胞機能の解析には不向きであり、また、フォトダイオー
ド方式は画素数を増やすのが困難であること、並列処理
のため処理回路が極めて複雑で大型になることなどの問
題があった・ 本発明は標準走査方式のＴＶカメラを用いて標準より数
倍の速度の現象をとらえることのできる測定方法を得る
ことを目的とするものである。
［課題を解決するための手段」
本発明は、細胞内のイオンに蛍光試薬を注入し。
外部からの異なる波長の励起光により発生した異なる蛍
光現象を、顕微鏡を介して高感度ＴＶカメラで撮像し、
この撮像信号に基いて表示および解析を行なうようにし
た測定方法において、前記高感度ＴＶカメラの垂直走査
信号の周波数を標準のｎ倍にして入射面視野の１ ／
ｎを撮像し、この１／ｎの視野の画像をモニタＴＶ画面
をｎ分割して表示するとともに、フレームメモリをｎ個
に区分して順次記録するようにした方法である。
光現象を、顕微鏡を介して高感度ＴＶカメラで撮像し、
この撮像信号に基いて表示および解析を行なうようにし
た測定方法において、前記高感度ＴＶカメラの垂直走査
信号の周波数を標準のｎ倍にして入射面視野の１ ／
ｎを撮像し、この１／ｎの視野の画像をモニタＴＶ画面
をｎ分割して表示するとともに、フレームメモリをｎ個
に区分して順次記録するようにした方法である。
「作用」
細胞内に蛍光試薬を注入すると、内在するカルボキシル
基によりＣａ”と結合する。これに外部から異なる波長
の励起光を与えると具なる強度の蛍光ＩＪ！象を起こす
。
基によりＣａ”と結合する。これに外部から異なる波長
の励起光を与えると具なる強度の蛍光ＩＪ！象を起こす
。
この現象を高感度ＴＶカメラで撮像する。一般に蛍光像
は画面一杯にあられれず、局部的である場合が多い。
は画面一杯にあられれず、局部的である場合が多い。
そこで１例えば画面を水平に４等分した部分の蛍光像を
とらえるものとすると、ＴＶカメラの垂直走査信号の周
波数を標準の４倍にしてその部分だけを繰返えし撮像す
る。従来の１フレ一ム時間内に、４フレ一ム分の撮像デ
ータが得られるので標準の１フレ一ム分のメモリに４分
割して記録され、またモニタＴＶ画面には４分割して４
つの画像が同時に表示される。細胞に動きがなければ４
つの画像が同一となる。動きの速い細胞の場合にはそれ
ぞれ異なるデータがメモリに記録されるのでこれらのデ
ータに基いて解析される。
とらえるものとすると、ＴＶカメラの垂直走査信号の周
波数を標準の４倍にしてその部分だけを繰返えし撮像す
る。従来の１フレ一ム時間内に、４フレ一ム分の撮像デ
ータが得られるので標準の１フレ一ム分のメモリに４分
割して記録され、またモニタＴＶ画面には４分割して４
つの画像が同時に表示される。細胞に動きがなければ４
つの画像が同一となる。動きの速い細胞の場合にはそれ
ぞれ異なるデータがメモリに記録されるのでこれらのデ
ータに基いて解析される。
「実施例」
以下、本発明の一実施例を図面に基き説明する。
第１図において、（１）は蛍光顕微鏡で、この蛍光顕微
鏡（１）の対物レンズ（２）側には、被写体（３）とし
て蛍光試薬の注入された細胞がセットされる。
鏡（１）の対物レンズ（２）側には、被写体（３）とし
て蛍光試薬の注入された細胞がセットされる。
また、この被写体（３）に異なる波長（例えば３４０ｎ
ｍと３６０ｎｍまたは３４０ｎｍと３８０ｎｍ）の励起
光を照射するための励起光発生装置（４）が設けられる
。前記蛍光顕微鏡（１）の出力側には高感度ＴＶカメラ
（５）が設けられる。この高感度ＴＶカメラ（５）の出
力側にはイメージプロセッサなどのＣＰ Ｕ （６）が
結合され、このＣＰ Ｕ （６）には、処理、解析指示
、データの打ち込みなどのキーボード（７）、画像、解
析メニュー、データの表示を行なうカラーモニタＴ Ｖ
（８）、画像データなどの一時的蓄積を行なうＲＡＭ
（９）、データ解析処理、読出、記録などのプログラム
を蓄積するＲ ＯＭ （１０）、画像、データなどの記
録を行なうハードディスクメモリからなるフレームメモ
リ（１１）、計測データの記録を行なうプリンタ（１２
）、 ＴＶカメラ制御用コントローラ（１３）などが結
合されている。また、前記コントローラ（１３）には処
理、解析メニューの選択などを行なうマウス（１４）が
結合されている。
ｍと３６０ｎｍまたは３４０ｎｍと３８０ｎｍ）の励起
光を照射するための励起光発生装置（４）が設けられる
。前記蛍光顕微鏡（１）の出力側には高感度ＴＶカメラ
（５）が設けられる。この高感度ＴＶカメラ（５）の出
力側にはイメージプロセッサなどのＣＰ Ｕ （６）が
結合され、このＣＰ Ｕ （６）には、処理、解析指示
、データの打ち込みなどのキーボード（７）、画像、解
析メニュー、データの表示を行なうカラーモニタＴ Ｖ
（８）、画像データなどの一時的蓄積を行なうＲＡＭ
（９）、データ解析処理、読出、記録などのプログラム
を蓄積するＲ ＯＭ （１０）、画像、データなどの記
録を行なうハードディスクメモリからなるフレームメモ
リ（１１）、計測データの記録を行なうプリンタ（１２
）、 ＴＶカメラ制御用コントローラ（１３）などが結
合されている。また、前記コントローラ（１３）には処
理、解析メニューの選択などを行なうマウス（１４）が
結合されている。
以上のような構成において、細胞（３）内に蛍光試薬を
注入すると、この蛍光試薬に内在するカルボキシル基に
よりＣａ”と結合する。これに、励起光発生装置（４）
から異なる波長例えば３４０ｎｍと３６０ｎｍまたは３
４０ｎｍと３８０ｎｍの励起光を与える。すると、波長
により異なる蛍光強度をもった蛍光像が発生する。この
蛍光像を高感度ＴＶカメラ（１５）で撮像する。ここで
、例えば第２図に示すような蛍光像（１５）であるとし
、入射面視野全体を水平に分割した１／４の視野にあら
れれているものとする。
注入すると、この蛍光試薬に内在するカルボキシル基に
よりＣａ”と結合する。これに、励起光発生装置（４）
から異なる波長例えば３４０ｎｍと３６０ｎｍまたは３
４０ｎｍと３８０ｎｍの励起光を与える。すると、波長
により異なる蛍光強度をもった蛍光像が発生する。この
蛍光像を高感度ＴＶカメラ（１５）で撮像する。ここで
、例えば第２図に示すような蛍光像（１５）であるとし
、入射面視野全体を水平に分割した１／４の視野にあら
れれているものとする。
そこで、コントローラ（１３）からの指令によって、Ｔ
Ｖカメラ（５）の垂直同期信号の周波数を４倍にすると
ともに、蛍光像（１５）がＴＶカメラ（５）の水平に４
分割した視野内に入るように調整する。この結果、標準
走査では１フレームにｌ ／ ６０ｓｅｃ 句１６．７
ｍ５ｅｃかかっていたサンプル時間が本発明では１ ／
２４０ｓｅｃ句４．２ｍ５ｅｃとなって繰返えし撮像
する。
Ｖカメラ（５）の垂直同期信号の周波数を４倍にすると
ともに、蛍光像（１５）がＴＶカメラ（５）の水平に４
分割した視野内に入るように調整する。この結果、標準
走査では１フレームにｌ ／ ６０ｓｅｃ 句１６．７
ｍ５ｅｃかかっていたサンプル時間が本発明では１ ／
２４０ｓｅｃ句４．２ｍ５ｅｃとなって繰返えし撮像
する。
このＴＶカメラ（５）での撮像信号はＣＰ Ｕ （６）
を介してカラーモニタＴ Ｖ （８）に送られて１つの
画面に４つの画像が表示される。同時に、ＲＡ Ｍ （
９）およびフレームメモリ（１１）に記録される。この
フレームメモリ（１１）には、１フレ一ム分だけが記録
されるべきところ、１つのフレームメモリ（１）につき
それぞれ４つに区分（ｔ工）（ｔｚ）（ｔｉ）（ｔ４）
シてそれぞれに１７４の視野の蛍光像データ分ずつ記録
される。すなわち、従来は１フレームにつき１／６０ｓ
ｅｃ毎の画像データが記録されていたものが、１７２４
０ｓｅｃ毎の画像データが各区分（ｔｌ）（ｔ２）（ｔ
ｉ）（ｔ＋）、・・・に順次記録される。
を介してカラーモニタＴ Ｖ （８）に送られて１つの
画面に４つの画像が表示される。同時に、ＲＡ Ｍ （
９）およびフレームメモリ（１１）に記録される。この
フレームメモリ（１１）には、１フレ一ム分だけが記録
されるべきところ、１つのフレームメモリ（１）につき
それぞれ４つに区分（ｔ工）（ｔｚ）（ｔｉ）（ｔ４）
シてそれぞれに１７４の視野の蛍光像データ分ずつ記録
される。すなわち、従来は１フレームにつき１／６０ｓ
ｅｃ毎の画像データが記録されていたものが、１７２４
０ｓｅｃ毎の画像データが各区分（ｔｌ）（ｔ２）（ｔ
ｉ）（ｔ＋）、・・・に順次記録される。
なお、蛍光像（１５）がＴＶ左カメラ５）の受像面を水
平に等分したとき、約１７２であるときには、垂直走査
の周波数を６０Ｘ２＝１２０Ｈｚとし、同様に１７３の
ときは６０Ｘ３＝１８０）ヒ、１１５のときは６０Ｘ５
＝３００Ｈｚ、・・・とすることによって蛍光像（１５
）の大きさに応じた速度で現象が検出される。
平に等分したとき、約１７２であるときには、垂直走査
の周波数を６０Ｘ２＝１２０Ｈｚとし、同様に１７３の
ときは６０Ｘ３＝１８０）ヒ、１１５のときは６０Ｘ５
＝３００Ｈｚ、・・・とすることによって蛍光像（１５
）の大きさに応じた速度で現象が検出される。
このようにしてフレームメモリ（１１）に３００枚程度
の画像データを記録し、このデータをＣＰ Ｕ （６）
で呼出しＲＯＭ （１０）のプログラムによって解析す
る。具体的にはＣａ”濃度は蛍光比とＣａ”濃度の関係
を示す相関グラフを用いて算出される。この相関グラフ
は予めＣａ”″濃度の判っている試料をいくつか用い、
これをＲＯＭ （１０）に予め記録しておき、蛍光試薬
と２つの励起光を用いた蛍光強度のデータからＣＰ Ｕ
（６）によって測定値を得る。
の画像データを記録し、このデータをＣＰ Ｕ （６）
で呼出しＲＯＭ （１０）のプログラムによって解析す
る。具体的にはＣａ”濃度は蛍光比とＣａ”濃度の関係
を示す相関グラフを用いて算出される。この相関グラフ
は予めＣａ”″濃度の判っている試料をいくつか用い、
これをＲＯＭ （１０）に予め記録しておき、蛍光試薬
と２つの励起光を用いた蛍光強度のデータからＣＰ Ｕ
（６）によって測定値を得る。
「発明の効果」
本発明は上述のような方法を採用したので、椋準の記録
媒体を使用してこれまでより数倍高速の現象をとらえる
ことができる。特に、心筋細胞のような速い動きの細胞
内のカルシウムイオンの計測ができる。しかも、従来と
同一装置を使用するので、コストが高くなることもない
。
媒体を使用してこれまでより数倍高速の現象をとらえる
ことができる。特に、心筋細胞のような速い動きの細胞
内のカルシウムイオンの計測ができる。しかも、従来と
同一装置を使用するので、コストが高くなることもない
。
第１図は本発明の方法を実現するための測定装置のブロ
ック図、第２図はＴＶ左カメラよる蛍光像の説明図、第
３図はフレームメモリの説明図である。 （１）・・・蛍光顕微鏡、（２）・・・対物レンズ、（
３）・・・被写体（試料）、 （４）・・・励起光発生
装置、（５）・・・高感度ＴＶカメラ、（６）−ｃ ｐ
ｔｒ 、 （７）−キーボード、（８）・・・カラー
モニタＴＶ、（９）−ＲＡＭ、（１０）−ＲＯＭ、（１
１）・・・フレームメモリ、（１２）・・・プリンタ、
（１３）・・・コントローラ、（１４）・・・マウス、
（１５）・・・蛍光像。
ック図、第２図はＴＶ左カメラよる蛍光像の説明図、第
３図はフレームメモリの説明図である。 （１）・・・蛍光顕微鏡、（２）・・・対物レンズ、（
３）・・・被写体（試料）、 （４）・・・励起光発生
装置、（５）・・・高感度ＴＶカメラ、（６）−ｃ ｐ
ｔｒ 、 （７）−キーボード、（８）・・・カラー
モニタＴＶ、（９）−ＲＡＭ、（１０）−ＲＯＭ、（１
１）・・・フレームメモリ、（１２）・・・プリンタ、
（１３）・・・コントローラ、（１４）・・・マウス、
（１５）・・・蛍光像。
Claims (1)
- （１）細胞内のイオンに蛍光試薬を注入し、外部からの
異なる波長の励起光により発生した異なる蛍光現象を、
顕微鏡を介して高感度ＴＶカメラで撮像し、この撮像信
号に基いて表示および解析を行なうようにした測定方法
において、前記高感度ＴＶカメラの垂直走査信号の周波
数を標準のｎ倍にして入射面視野の１／ｎを撮像し、こ
の１／ｎの視野の画像をモニタＴＶ画面をｎ分割して表
示するとともに、フレームメモリをｎ個に区分して順次
記録するようにしたことを特徴とする細胞内イオンの測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13332089A JPH0670614B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 細胞内イオンの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13332089A JPH0670614B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 細胞内イオンの測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310448A true JPH02310448A (ja) | 1990-12-26 |
| JPH0670614B2 JPH0670614B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=15101944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13332089A Expired - Lifetime JPH0670614B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 細胞内イオンの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670614B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986271A (en) * | 1997-07-03 | 1999-11-16 | Lazarev; Victor | Fluorescence imaging system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3015830U (ja) * | 1995-03-15 | 1995-09-12 | 株式会社アーク・マルショウ | 耳飾り |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP13332089A patent/JPH0670614B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986271A (en) * | 1997-07-03 | 1999-11-16 | Lazarev; Victor | Fluorescence imaging system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0670614B2 (ja) | 1994-09-07 |
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