JPH0381648A - 細胞内イオンの２次元濃度分布像を形成する方法 - Google Patents

細胞内イオンの２次元濃度分布像を形成する方法

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蛍光試薬をプローブとした蛍光顕微鏡システム
を用い、細胞内におけるカルシウムイオン又は水素イオ
ン等の２次元濃度分布像を形成する方法に関する。特に
、細胞輪郭に対応する画像を明確に表示し、該細胞輪郭
との間の正確な位置関係において前記イオンの２次元濃
度分布像を表示する方法に関する。
〔従来の技術〕
神経科学および細胞生物学の分野において、細胞の代謝
機能を研究するために、生活細胞内部における遊離イオ
ンの濃度を定量する方法が最近になって広く用いられる
ようになった。この方法では、被検定物質に対するプロ
ーブとして作用し得る好適な蛍光試薬（以下、蛍光プロ
ーブという）が生活細胞内に導入され、その蛍光強度か
ら目的とする化学種の濃度が測定される。この方法によ
って、細胞内のカルシウムイオン、ナトリウムイオン、
マグネシウムイオン、塩素イオン等の種々のイオン種や
、蛋白質または核酸のような巨大分子の定量が行われて
いる。その定量原理は次の通りである。
前記蛍光プローブは、特定の被検定物質と結合すること
によって、その蛍光スペクトル又は励起スペクトルが変
化する。しかも、その変化量は被検定物質の濃度によっ
て異なる。従って、分光蛍光光度計または蛍光顕微鏡で
蛍光強度を測定すれば、スペクトルの変化から被検定物
質の濃度を定量することができる。例えば、細胞内のカ
ルシウムイオンを定量する際には、蛍光プローブとして
ｆｕｒａ−２を投与し、カルシウムイオンとの特異的に
結合により生じる励起スペクトルの変化が測定される。
なお、蛍光顕微鏡による測定では、蛍光像の所定の円形
微小領域において、蛍光強度の変化が測定される。
ところで、上記の定量方法では細胞内の特定の微小領域
におけるカルシウム濃度の定量は容易であるが、比較的
広い平面領域におけるカルシウム濃度分布を得るのは極
めて困難である。そのような濃度分布を得ようとすれば
、多くの測定点においてサンプルを採取し、その夫々の
サンプルについて測定を行わなければならず、多大の労
力と時間とを必要とする。一方、神経科学および細胞生
物学の分野における研究では、例えば幾つかの細胞を含
む比較的広い領域におけるカルシウムイオンの濃度分布
を得ることが極めて重要である。従って、上記の定量方
法を発展させるためには、好適な蛍光プローブを開発す
るための研究だけでなく、比較的広い平面領域における
被検定物質の濃度を同時に測定することにより、容易に
その平面的濃度分布を得る方法が必要とされる。
このような要求を満たすために、出願人は特願昭８３−
１８９４５３号において、画像処理を組み合わせた蛍光
顕微鏡システムを提案した。この蛍光顕微鏡システムを
用いることによって、比較的広い平面領域での細胞内イ
オン濃度分布を容易に得ることが可能となった。本発明
の好ましい実施例においてもこの蛍光顕微鏡をもちいる
から、その詳細な構成については後述の実施例で説明す
る。
〔発明が解決しようとする課題〕

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）蛍光プローブの蛍光スペクトル変化または励起ス
    ペクトル変化に基づいて、生活細胞内における所定の測
    定対象イオンの２次元濃度分布像を形成する方法であっ
    て、 細胞内に蛍光プローブを投与する工程と、 該細胞を含む領域において、前記蛍光プローブからの蛍
    光を測定することにより蛍光強度分布像を求める工程と
    、 前記細胞を光学的に測定することにより、前記細胞の明
    視野像、位相差像、ノマルスキー像および偏光像からな
    る群から選択される細胞像を得る工程と、 前記蛍光強度分布像のプロファイルおよび前記細胞像の
    プロファイルから、バックグラウンド蛍光値を決定する
    工程と、 前記蛍光強度分布像から前記バックグラウンド蛍光値を
    差し引くことを含む画像処理により、前記測定対象イオ
    ンの２次元濃度分布像を形成する工程と、 前記細胞像と前記測定対象イオンの２次元濃度分布像と
    を画像処理することにより、両画像をディスプレイ上に
    重複表示する工程とを具備したことを特徴とする方法。
  2. （２）前記細胞の明視野像、位相差像、ノマルスキー像
    および偏光像からなる群から選択される細胞像を得る工
    程を、前記蛍光測定により蛍光強度分布像を求める工程
    よりも前に行なう請求項１に記載の方法。
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FR9010269A FR2651321B1 (fr) 1989-08-24 1990-08-10 Procede de formation d'une image de la distribution bidimensionnelle de la concentration ionique dans une cellule vivante.
DE4026564A DE4026564A1 (de) 1989-08-24 1990-08-22 Verfahren zum herstellen eines zweidimensionalen verteilungsbildes einer ionenkonzentration in einer zelle

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5550031A (en) * 1992-08-24 1996-08-27 Hamamatsu Photonics K.K. Method of optimizing equilibrium constants and fluorescence coefficients for measuring intracellular ion concentration using fluorescence probe dyes with triple wave length photometry
JP2006527858A (ja) * 2003-06-16 2006-12-07 カール ツァイス イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 蛍光検鏡のための方法
JP2007516411A (ja) * 2003-06-27 2007-06-21 コミツサリア タ レネルジー アトミーク 生物学的試料または化学的試料を定量分析するための方法
JP2014059448A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Olympus Corp 顕微鏡システムおよび顕微鏡観察方法
JPWO2016140199A1 (ja) * 2015-03-02 2017-12-14 シチズン時計株式会社 光測定装置及びこれを備えた歯ブラシ
WO2019012771A1 (ja) * 2017-07-11 2019-01-17 浜松ホトニクス株式会社 試料観察装置及び試料観察方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4026821A1 (de) * 1990-08-24 1992-03-05 Philips Patentverwaltung Verfahren zur erfassung von anomalien der haut, insbesondere von melanomen, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US5461236A (en) * 1992-06-09 1995-10-24 Herbert R. Gram Oil spill detection system
US5949077A (en) * 1992-08-10 1999-09-07 Alfano; Robert R. Technique for imaging an object in or behind a scattering medium
DE4228366C2 (de) * 1992-08-26 1995-05-24 Rainer Dr Uhl Fluoreszenz-Meßvorrichtung
US5355215A (en) * 1992-09-30 1994-10-11 Environmental Research Institute Of Michigan Method and apparatus for quantitative fluorescence measurements
FI96638C (fi) * 1992-11-17 1996-07-25 Biohit Oy "Inner-filter"-korjaus fluorometripohjaisella monitoimintoisella laitteella
US6800452B1 (en) 1994-08-08 2004-10-05 Science Applications International Corporation Automated methods for simultaneously performing a plurality of signal-based assays
WO1997024601A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-10 Thomas Adam Shine Method for testing a cell sample
US5986271A (en) * 1997-07-03 1999-11-16 Lazarev; Victor Fluorescence imaging system
DE19829495A1 (de) * 1998-07-02 2000-01-05 Jacques Paysan Reagenzien und deren Anwendung zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen zellulären Molekülen und deren Lokalisation in Zellen
US6544794B1 (en) * 2000-05-12 2003-04-08 Shiseido Company, Ltd. Method for visual imaging of ion distribution in tissue
US6702453B2 (en) 2001-10-26 2004-03-09 Birchwood Lighting, Inc. Flexible light fixture
US7396650B2 (en) * 2003-06-27 2008-07-08 Commissariat A L'energie Atomique Method for dosing a biological or chemical sample
WO2006076671A2 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Whitehead Institute For Biomedical Research Method and apparatus for uv imaging
US20090092319A1 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Olympus Corporation Phase-information extraction method
DE102008057115B4 (de) * 2008-11-13 2013-11-28 Lre Medical Gmbh Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Konzentration von Fluorophoren einer Substanz in einer Probe und Vorrichtung zu seiner Durchführung
FR2942899B1 (fr) * 2009-03-03 2011-09-23 Jose Balbuena Dispositif et procede d'analyse optique de documents
JP5387328B2 (ja) * 2009-08-31 2014-01-15 ソニー株式会社 蛍光像取得装置、蛍光像取得方法及び蛍光像取得プログラム
WO2011097508A2 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 University Of Southern California Combined spectral and polarimetry imaging and diagnostics
DE102011111315A1 (de) * 2011-08-26 2013-02-28 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch den Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Verfahren zur Fluoreszenzmessung
EP3086110A4 (en) * 2013-12-18 2017-06-21 Konica Minolta, Inc. Image processing device, pathological diagnosis support system, image processing program, and image processing method
CN105548097B (zh) * 2015-12-04 2018-06-29 贵州大学 一种利用荧光探针在极端pH值下的活性细胞成像方法
JP6742724B2 (ja) * 2015-12-28 2020-08-19 シスメックス株式会社 細胞領域決定方法、細胞撮像システム、細胞画像の処理装置及びコンピュータプログラム
JP6919890B2 (ja) * 2017-07-21 2021-08-18 株式会社日立ハイテクサイエンス 光分析装置用の表示装置
JP6656210B2 (ja) * 2017-07-21 2020-03-04 株式会社日立ハイテクサイエンス 分光蛍光光度計
DE102021001955B4 (de) 2021-04-14 2023-03-23 Baumer Inspection Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur fluoreszenzbasierten Inspektion sowie Prüfanordung mit einer solchen Vorrichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006360A (en) * 1974-08-21 1977-02-01 Block Engineering, Inc. Method of discriminating between dyed particles and background fluorescence of the dye
US4631750A (en) * 1980-04-11 1986-12-23 Ampex Corporation Method and system for spacially transforming images
US4492752A (en) * 1982-09-03 1985-01-08 Ortho Diagnostics Systems Inc. Method for discriminating between unstained and absorbing dye stained cells
DE3276138D1 (en) * 1982-12-27 1987-05-27 Ibm Optical near-field scanning microscope
US4495293A (en) * 1983-02-24 1985-01-22 Abbott Laboratories Fluorometric assay
US4668868A (en) * 1986-02-20 1987-05-26 Noller Hans T Apparatus for performing fluoroimmunoassays of biological specimens
US5049673A (en) * 1987-10-30 1991-09-17 The Regents Of The University Of California Fluorescent indicator dyes for calcium working at long wavelengths
JP2749069B2 (ja) * 1988-04-26 1998-05-13 オリンパス光学工業株式会社 蛍光顕微鏡装置
JPH0212060A (ja) * 1988-06-30 1990-01-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 細胞の状態のモニター方法及びその装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5550031A (en) * 1992-08-24 1996-08-27 Hamamatsu Photonics K.K. Method of optimizing equilibrium constants and fluorescence coefficients for measuring intracellular ion concentration using fluorescence probe dyes with triple wave length photometry
US5866355A (en) * 1992-08-24 1999-02-02 Hamamatsu Photonics, K.K. Device for measuring an intracellular ion concentration
JP2006527858A (ja) * 2003-06-16 2006-12-07 カール ツァイス イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 蛍光検鏡のための方法
JP2007516411A (ja) * 2003-06-27 2007-06-21 コミツサリア タ レネルジー アトミーク 生物学的試料または化学的試料を定量分析するための方法
JP2014059448A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Olympus Corp 顕微鏡システムおよび顕微鏡観察方法
JPWO2016140199A1 (ja) * 2015-03-02 2017-12-14 シチズン時計株式会社 光測定装置及びこれを備えた歯ブラシ
WO2019012771A1 (ja) * 2017-07-11 2019-01-17 浜松ホトニクス株式会社 試料観察装置及び試料観察方法
JPWO2019012771A1 (ja) * 2017-07-11 2020-05-07 浜松ホトニクス株式会社 試料観察装置及び試料観察方法
JP2022058674A (ja) * 2017-07-11 2022-04-12 浜松ホトニクス株式会社 試料観察装置及び試料観察方法
US11353402B2 (en) 2017-07-11 2022-06-07 Hamamatsu Photonics K.K. Sample observation device and sample observation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2799191B2 (ja) 1998-09-17
US5097135A (en) 1992-03-17
DE4026564C2 (ja) 1993-05-19
FR2651321B1 (fr) 1994-04-29
DE4026564A1 (de) 1991-02-28
FR2651321A1 (fr) 1991-03-01

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