JPS60233557A - Signal processing method in autoradiography - Google Patents

Signal processing method in autoradiography

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JPS60233557A
JPS60233557A JP8961584A JP8961584A JPS60233557A JP S60233557 A JPS60233557 A JP S60233557A JP 8961584 A JP8961584 A JP 8961584A JP 8961584 A JP8961584 A JP 8961584A JP S60233557 A JPS60233557 A JP S60233557A
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specific dna
compound
dna
base
signal processing
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力 木村
Kazuhiro Hishinuma
菱沼 和弘
Hisashi Shiraishi
白石 久司
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    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

Abstract

PURPOSE:To obtain positional information on the base of DNA or DNA section as a visible image by using an accumulative phosphor sheet in place of a radiation film of autoradiography and processing the detection signal of the accelerated luminous light thereof. CONSTITUTION:The accumulative phosphor sheet 1 having the positional information obtd. from the development array of the radioactively labeled DNA or DNA section moves to an advanced read-out part 2 for preliminary reading and is scanned with the laser light 5 from a laser light source 4 via an optical deflector 7 via a filter 6 which cuts the wavelength region of the accelerated luminous light. The accelerated luminous light generated therefrom is made incident via a conductive sheet 10 to a photodetector 11, by which only the accelerated luminous light is detected via a filter. The output signal thereof is inputted to a control circuit 13 via an amplifier 12. Such an amplification factor set value (a), recording scale factor (b) and treating condition set value (c) at which the image having excellent density and contrast is obtd. are respectively fed to an amplifier 24, an analog-to-digital converter 25 and a signal processing circuit 26, by which the detection signals obtd. similarly in a read-out part 3 for normal reading are processed and the positional information on the base is obtd. as the image.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、オートラジオグラフィーにおける信号処理方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a signal processing method in autoradiography.

[発明の背景] 支持媒体上において少なくとも一次元的方向に分布して
分布列を形成している放射性標識物質の位置情報を得る
ための方法としてオートラジオグラフィーが既に知られ
ている。
[Background of the Invention] Autoradiography is already known as a method for obtaining positional information of radiolabeled substances that are distributed in at least one dimension to form a distribution array on a support medium.

たとえば、蛋白質、核酸などのような生物体由来の高分
子物質に放射性標識を付与し、その放射性標識高分子物
質、その誘導体、あるいはその分解物などをゲル電気泳
動などの分離操作にかけてゲル状支持媒体において分離
展開し、そのゲル状支持媒体と高感度X線フィルムとを
一定時間重ね合わせることにより、該フィルムを感光さ
せ、その感光部位から得られる該ゲル状支持媒体上にお
ける放射性標識物質の位置情報を基にして、その高分子
物質の分離、同定、あるいは高分子物質の分子量、特性
の評価などを行なう方法も開発され、実際に利用されて
いる。
For example, a radioactive label is added to a biologically derived polymeric substance such as a protein or a nucleic acid, and the radiolabeled polymeric substance, its derivative, or its decomposition product is subjected to a separation operation such as gel electrophoresis to form a gel-like support. The gel-like support medium is separated and developed in a medium, and the gel-like support medium and a high-sensitivity X-ray film are overlaid for a certain period of time to expose the film to light, and the position of the radiolabeled substance on the gel-like support medium obtained from the exposed area is determined. Based on this information, methods for separating and identifying the polymeric substances, or evaluating the molecular weight and characteristics of the polymeric substances have also been developed and are in actual use.

特に近年においては、オートラジオグラフィーは、DN
A (もしくはDNA断片物、以下同様)の塩基配列の
決定に有効に利用されている。
Particularly in recent years, autoradiography has been
It is effectively used to determine the base sequence of A (or DNA fragment, hereinafter the same).

このオートラジオグラフィーを利用してDNAの塩基配
列を決定するための代表的な方法の一つとして、サンガ
ーφクールソy ’(Sanger−Gaulson)
法が知られている。この方法は、DNAが二本の鎖状分
子からなる二重ラセン構造を有し、かつその二本の鎖状
分子は、各々四種類の塩基、すなわちアデニン(A)、
グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)なる塩
基を有する構成単位から構成されていること、そしてこ
の二本の鎖状分子の間はこれら四種類の塩基間の水素結
合によって架橋されており、しかも各構成単位間の水素
結合は、G−CおよびA−Tの二種類の組合わせのみに
おいて実現しているというDNAの特徴的な構造に着目
し、DNA合成酵素によるDNA断片の合成、ゲル電気
泳動およびオートラジオグラフi−の手段を巧、みに利
用してDNAの塩基配列を決定する方法である。
One of the representative methods for determining the base sequence of DNA using autoradiography is the Sanger-Gaulson method.
The law is known. In this method, DNA has a double helical structure consisting of two chain molecules, and each of the two chain molecules contains four types of bases, namely adenine (A),
It is composed of structural units containing the bases guanine (G), cytosine (C), and thymine (T), and the two chain molecules are cross-linked by hydrogen bonds between these four types of bases. Focusing on the characteristic structure of DNA, in which hydrogen bonds between each structural unit are realized only in two types of combinations, G-C and A-T, we investigated how DNA fragments are formed by DNA synthase. This is a method for determining the base sequence of DNA by skillfully utilizing synthesis, gel electrophoresis, and autoradiography.

サンガー・クールシン法のおいて、塩基配列を決定しよ
うとしているDNAあるいはDNA断片物(以後、これ
らを検体DNAという)と相補的なりNA断片を合成、
するためには幾つかの方法があるが、基本的には一本鎖
の検体DNAを鋳型(テンプレート)とし、上記四種類
の塩基を含むモノヌクレオシドトリフオスフェートの存
在下でDNA合成酵素(DNAポリメラーゼ)を作用さ
せることにより、検体DNAと相補的な種々の長さのD
NA断片を合成する。このとき、一部のモノヌクレオシ
ドトリフオスフェートに放射性標識が付与されたものを
用いること、および合成条件に工夫を凝らして四種の塩
基のいずれか一種に対して特異的になるようにすること
により、放射性標識が付与された塩基特異的合成りNA
断片(DNA合成物)が得られる。
In the Sanger-Coursin method, an NA fragment is synthesized that is complementary to the DNA or DNA fragment whose base sequence is to be determined (hereinafter referred to as sample DNA).
There are several methods for this, but basically, single-stranded sample DNA is used as a template, and DNA synthesis enzyme (DNA polymerase) to create D of various lengths that are complementary to the sample DNA.
Synthesize the NA fragment. At this time, some mononucleoside triphosphates should be radiolabeled and the synthesis conditions should be devised to make them specific for any one of the four types of bases. base-specific synthesized NA with a radioactive label
A fragment (DNA composite) is obtained.

次に、この操作により得られる多数のDNA合成物から
なる混合物をゲル電気泳動法により支持媒体上に分離展
開する(ただし、視覚的には見ることができない)。従
来においては、この支持媒体上の分離展開列をX線フィ
ルム上に可視化してオートラジオグラフを得、得られた
オートラジオグラフに基づいて鎖状分子の末端から順に
その塩基配列を決定し、このようにして検体1)NAの
すべての塩基の配列を決定している。
Next, the mixture consisting of a large number of DNA compounds obtained by this operation is separated and developed on a support medium by gel electrophoresis (however, it cannot be seen visually). Conventionally, the separation and development array on the support medium is visualized on an X-ray film to obtain an autoradiograph, and based on the obtained autoradiograph, the base sequence of the chain molecule is determined sequentially from the end. In this way, the sequence of all bases of sample 1) NA was determined.

なお、上記に要約したサンガー令り−ルソン法の特徴お
よび操作については、たとえば次の文献に記載されてい
る。
The characteristics and operation of the Sanger-Luzon method summarized above are described, for example, in the following literature.

「遺伝情報を原語で読む・意表を衝いたDNAの塩基配
列解析法j三浦源一部、現代化学、1977年9月号4
6〜54頁(■東京化学同人列)Sanger、 F、
、 N1cklen、 S、 & Coulson、 
A、 R−IProc、 Natl、 Acad、 S
ci、 USA、 74. pp、 ’5483−54
87 (11117?) 上述のように従来の放射線写真法を利用するオートラジ
オグラフィーにおいては、放射性標識物質の位置情報を
得るためにこの位置情報を有するオートラジオグラフを
放射線フィルム上に可視化することが必須となっている
“Reading genetic information in its original language: An unexpected DNA sequence analysis method” Genichi Miura, Gendai Kagaku, September 1977 issue 4
Pages 6-54 (■Tokyo Kagaku Doujin Series) Sanger, F.
, N1cklen, S., & Coulson,
A, R-IProc, Natl, Acad, S
ci, USA, 74. pp, '5483-54
87 (11117?) As mentioned above, in autoradiography using conventional radiography, it is possible to visualize an autoradiograph containing positional information on a radiographic film in order to obtain positional information of a radiolabeled substance. It is mandatory.

従って、研究者は、その可視化されたオートラジオグラ
フを自分自身の目で判断することにより、試料中の放射
性標識物質の分布を測定し、放射性標識が付与された特
定物質についての位置情報の知見を得ている。、すなわ
ち、DNAの塩基配列は、放射性標識の付与された塩基
特異的DNA合成物もしくはその混合物のそれぞれにつ
いて、分離展開位置を視覚的に判断し、それら塩基特異
的DNA合成物の分離展開列を相互に比較することによ
り決定されている。よって、得られたオートラジオグラ
フの解析は、通常、人間の視覚を通して行なわれており
、そのために多大な時間と労力が費されている。
Therefore, by judging the visualized autoradiograph with their own eyes, researchers can measure the distribution of radiolabeled substances in the sample and obtain knowledge of the location of specific radiolabeled substances. I am getting . That is, the DNA base sequence is determined by visually determining the separation and development position for each base-specific DNA compound or mixture thereof to which a radioactive label has been added, and by determining the separation and development sequence of these base-specific DNA compounds. It is determined by comparing them with each other. Therefore, analysis of the obtained autoradiograph is usually performed through human vision, which requires a great deal of time and effort.

また、人間の目に依存しているためそのオートラジオグ
ラフを解析して得られる位置情報が研究者によって異な
るなど得られる情報の精度には限界がある。特に、試料
の量が少ない、放射性標識物質から放射される放射線エ
ネルギーが弱い、好適な露光条件が得られないなどのた
めに、放射線フィルム上に可視化されたオートラジオグ
ラフが良好な画質(鮮鋭度、コントラスト)を有してい
ない場合には満足できる情報が゛得られがたく、その精
度は低下しがちでiるという問題がある。
Furthermore, since it relies on the human eye, there are limits to the accuracy of the information obtained, such as the location information obtained by analyzing the autoradiograph differing depending on the researcher. In particular, autoradiographs visualized on radiographic film have poor image quality (sharpness) due to the small amount of sample, the weak radiation energy emitted from radiolabeled substances, and the inability to obtain suitable exposure conditions. , contrast), it is difficult to obtain satisfactory information, and the accuracy tends to decrease.

゛従来より、位置情報の精度を向上させるためには、た
とえば、その可視化されたオートラジオグラフをスキャ
ニングデンシトメーターなどの測定器具を用いて測定す
ることが行なわれている。しかしながら、このことは、
オートラジオグラフの解析に要する時間をふやし、その
操作を煩雑にするものである。
Conventionally, in order to improve the accuracy of positional information, for example, the visualized autoradiograph has been measured using a measuring instrument such as a scanning densitometer. However, this means that
This increases the time required to analyze an autoradiograph and complicates its operation.

このほかに、上記の位置情報を有するオートラジオグラ
フを放射線フィルム上に可視化するためには、試料と放
射線フィルムとを長時間(たとえば、数日時間)重ね合
わせて露光する必要がある。また、放射線フィルムの感
光成分である銀塩が試料中の各種の物質によって受ける
化学カブリを低減するために、露光操作は低温(0〜−
9000)で行なわなければならなく、その露光条件に
は種々の制限がある。さらに、放射線フィルムの感光威
容の銀塩は、物理的な刺激にも影響されやすい、すなわ
ち物理カブリを受けやすいために、その取り扱いには高
度の熟練と注意を要し、従ってオートラジオグラフィー
の操作を一層複雑にしている。
In addition, in order to visualize an autoradiograph having the above-mentioned positional information on a radiographic film, it is necessary to overlap the sample and the radiographic film for a long time (for example, several days) and expose the sample to light. In addition, in order to reduce chemical fog caused by various substances in the sample on the silver salt, which is the photosensitive component of the radiation film, the exposure operation is carried out at a low temperature (0 to -
9000), and there are various restrictions on the exposure conditions. Furthermore, the photosensitive silver salt of radiographic film is easily affected by physical stimuli, that is, it is prone to physical fog, so its handling requires a high degree of skill and care, and therefore autoradiography operations making it even more complicated.

また、このようにして得られる画像は、上記の化学カブ
リおよび物理カブリのほかに、長時間の露光操作の間に
放射性標識物質以外の試料中に含まれる自然放射能、あ
るいは環境放射能によって画質が低下する傾向がある。
In addition to the chemical fog and physical fog mentioned above, the image quality obtained in this way is also affected by natural radioactivity contained in the sample other than the radiolabeled substance during long exposure operations, or by environmental radioactivity. tends to decrease.

[発明の要旨] 本発明者は、従来のオートラジオグラフィーにおいて利
用されている放射線フィルムを用いる放射線写真法の代
りに、蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像変換方法を
利用することにより、放射性標識物質の位置情報を有す
るオートラジオグラフを可視画像とすることなくデジタ
ル信号として得、そして得られバデジタル信号に好適な
信号処理を施すことにより、DNA、iしくはDNA断
片物の塩基配列を簡易に決定することを実現した。
[Summary of the Invention] The present inventor has developed a method for converting radioactive labels by using a radiographic image conversion method using a stimulable phosphor sheet instead of a radiographic method using a radiographic film used in conventional autoradiography. By obtaining an autoradiograph containing positional information of a substance as a digital signal without converting it into a visible image, and applying suitable signal processing to the obtained digital signal, it is possible to easily determine the base sequence of DNA, or DNA fragments. I realized that I decided to.

さらに所望により、上記放射線像変換方法を利用するこ
とにより得られた電気信号またはデジタル信号からオー
トラジオグラフに対応する可視画像をも得ることを実現
し、本発明に到達した。
Furthermore, the present invention has been achieved by realizing that, if desired, a visible image corresponding to an autoradiograph can also be obtained from an electrical signal or a digital signal obtained by using the above radiation image conversion method.

すなわち、本発明は、DNAもしくはDNA断片物の塩
基配列を決定するためのオートラジオグラフィーにおけ
る信号処理方法であって、該DNAもしくはDNA断片
物と相補的な塩基配列を有し、かつ放射性標識が付与さ
れてなる、l)少なくともグアニン特異的DNA合成物
を含む塩基特異的DNA合成物、 2)少なくともアデニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA4成物、 3)少なくともチミン特異的DNA合成物を含む塩基特
異的DNA合成物、 4)少なくともシトシン特異的DNA合成物を含む塩基
特異′的DNA合成物、 を含む少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物のそれ
ぞれが、支持媒体上に平行関係を以って一次元的に分離
展開されて形成された分離展開列の放射°性標識物質群
から放出される放射線エネルギーを蓄積性蛍光体シート
に吸収させることによって、この蓄積性蛍光体シートに
該放射性標識物質群の位置情報を有するオートラジオグ
ラフを蓄積記録したのち、該蓄積性蛍光体シートを電磁
波で走査して該オート、ラジオグラフを輝尽光として放
出させ、そしてこの輝尽光を光電的に読み出すことによ
り得られるそれぞれの分離展開列のオートラジオグラフ
に対応するデジタル信号について、 i)該分離展開列のそれぞれについて信号処理のための
走査方向を決定する工程、 ii)該分離展開列の走査方向上のサンプリング点を該
分離展開列のそれぞれについて検出する工程、 1ii)少なくとも該四群の分離展開列のそれぞれにつ
いて、走査方向上の対応する位置間でサンプリング点の
照合を行なうことにより、グアニン、アデニン、チミン
、シトシンのそれぞれの位置情報を得る工程、 を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理方法を
提供するものである。
That is, the present invention is a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a DNA fragment, which has a base sequence complementary to the DNA or DNA fragment, and has a radioactive label. l) a base-specific DNA composition containing at least a guanine-specific DNA composition; 2) a base-specific DNA composition containing at least an adenine-specific DNA composition; and 3) at least a thymine-specific DNA composition. 4) a base-specific DNA compound comprising at least a cytosine-specific DNA compound; each of at least four groups of base-specific DNA compounds are arranged in parallel relationship on a support medium. By allowing the stimulable phosphor sheet to absorb the radiation energy emitted from the group of radioactive labeled substances in the separated and expanded array formed by one-dimensional separation and expansion, the stimulable phosphor sheet After accumulating and recording an autoradiograph having positional information of the group of radiolabeled substances, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light, and this photostimulated light is For the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separation development column obtained by photoelectrically reading out, the step of: i) determining the scanning direction for signal processing for each of the separation development column; ii) the separation development column; a step of detecting sampling points in the scanning direction of the column for each of the separation expansion columns; 1ii) matching sampling points between corresponding positions in the scanning direction for each of the four groups of separation expansion columns; The present invention provides a signal processing method in autoradiography, which includes the step of obtaining positional information of each of guanine, adenine, thymine, and cytosine.

また、本発明は、上記のDNAもしくはDNA断片物の
塩基配列を決定するための信号処理を行い、一方で、該
輝尽光を光電的に読み出すことにより得られる該オート
ラジオグラフに対応する電気信号またはデジタル信号よ
り、該オートラジオグラフを可視画像として得ることか
らなるオートラジオグラフィーにおける信号処理方法を
も提供するものである なお、本発明において「位置情報」とは、試料中におけ
る放射性標識物質もしくはその集合体の位置を中心とす
る各種の情報、たとえば、支持媒体中に存在する放射性
物質の集合体の存在位置と形状、その位置における放射
性物質の濃度、分布などからなる情報の一つもしくは任
意の組合わせとして得られる各種の情報を意味する。
Further, the present invention performs signal processing to determine the base sequence of the DNA or DNA fragment, and at the same time performs electrical processing corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out the stimulated light. The present invention also provides a signal processing method in autoradiography, which consists of obtaining the autoradiograph as a visible image from a signal or a digital signal. Or various information centered on the position of the aggregate, for example, one or more of the information consisting of the location and shape of the aggregate of radioactive substances present in the support medium, the concentration and distribution of the radioactive substance at that position, etc. Refers to various types of information obtained as arbitrary combinations.

ここにおいて、従来の放射線写真法に代る放射線像変換
方法とは、たとえば、特開昭55−12145号公報に
開示されているように、輝尽性蛍光体を°有する蓄積性
蛍光体シートを用いるもので、被写伴を透過した、1あ
るいは被検体から放出される放射線エネルギーをこの蓄
積性蛍光体シー トの輝尽性蛍光体に吸収させ、そのの
ちに輝尽性蛍光体を可視光線および赤外線などの電磁波
(励起光)で走査することにより、輝尽性蛍光体中に蓄
積されている放射線エネルギーを蛍光(輝尽発光)とし
て放出させ、この蛍光を光電的に読み取って電気信号を
得るか、さらにこの電気信号を可視画像として再生する
か、あるいはA/D変換してデジタル信号として得るも
のである。
Here, the radiation image conversion method in place of conventional radiography refers to a method of converting a stimulable phosphor using a stimulable phosphor sheet, as disclosed in JP-A-55-12145, for example. The stimulable phosphor of the stimulable phosphor sheet absorbs the radiation energy transmitted through the subject or emitted from the subject, and then the stimulable phosphor is exposed to visible light. By scanning with electromagnetic waves (excitation light) such as infrared rays, the radiation energy accumulated in the stimulable phosphor is released as fluorescence (stimulated luminescence), and this fluorescence is read photoelectrically to generate an electrical signal. This electrical signal is then reproduced as a visible image, or A/D converted to obtain a digital signal.

また、蓄積性蛍光体シートは、たとえば、二価ユーロピ
ウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体な
どの輝尽性蛍光体を含有するものである。輝尽性蛍光体
は、X線、α線、β線、γ線、紫外線などの放射線の照
射を受けてその放射線エネルギーの一部を蓄積したのち
、可視光線および赤外線などの電磁波(励起光)の照射
を受けるとその蓄積エネルギーに応じて輝尽発光を示す
・性質を有している。
Further, the stimulable phosphor sheet contains, for example, a stimulable phosphor such as a divalent europium activated alkaline earth metal fluorohalide phosphor. Stimulable phosphors are irradiated with radiation such as X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays, and ultraviolet rays, accumulate some of the radiation energy, and then emit electromagnetic waves (excitation light) such as visible light and infrared rays. When exposed to irradiation, it exhibits stimulated luminescence depending on the accumulated energy.

すなわち、本発明は、オートラジオグラフィーにおいて
上記放射線像変換方法を利用することにより、支持媒体
上に分離展開された放射性標識物質の位置情報を、直接
にデジタル信号として得るものである。ま、ださらに所
望により、そのデジタル信号粁基づいであるいはA/D
変換されてデジタル信号を得る前の電気信号に基づいて
、放射性標識物質の位置情報を示すオートラジオグラフ
を可視画像としても得るものである。
That is, the present invention utilizes the radiation image conversion method described above in autoradiography to directly obtain positional information of a radiolabeled substance separated and developed on a support medium as a digital signal. Moreover, if desired, based on the digital signal or A/D
Based on the electrical signal before it is converted into a digital signal, an autoradiograph indicating the position of the radiolabeled substance is also obtained as a visible image.

[発明の効果] 上記放射線像変換方法は、従来の放射線写真法と比較し
て極めて広い放射線露出域(ラチチュード)にわたって
放射線像を記録しうるという非常に実用的な利点を有し
ている。すなわち、この方法において用いられる輝尽性
蛍光体は、放射線露光量に対し、その放射線エネルギー
を蓄積したのち励起光の照射によって放射される輝尽光
の光量が極めて広い範囲にわたって比例することが認め
られている。従って、上記の方法によれば、被検体のオ
ートラジオグラフに対応する高精度のデジタル信号を直
接的に得ることができる。
[Effects of the Invention] The radiographic image conversion method described above has a very practical advantage in that a radiographic image can be recorded over an extremely wide radiation exposure range (latitude) compared to conventional radiographic methods. In other words, it has been recognized that in the stimulable phosphor used in this method, the amount of stimulable light emitted by irradiation with excitation light after accumulating the radiation energy is proportional to the amount of radiation exposure over an extremely wide range. It is being Therefore, according to the above method, a highly accurate digital signal corresponding to the autoradiograph of the subject can be directly obtained.

また、被検体のオートラジオグラフを有する輝尽光を光
電的に読み取って電気信号として得る段階で読み取りゲ
インを適当な値に設定する′ことにより、被検体の条件
による露光量の変化、輝尽性蛍光体の感度のバラ・ツキ
、光検出器の感度のバラツキなどの原因によって蓄積性
蛍光体シートに蓄積される放射線エネルギーのレベルが
異なっても、これらの因子の変動に影響されないデジタ
ル信号を得ることができる。さらには被検体から放出さ
れる放射線量を従来より低減させることが可能となり、
これにより、研究者の健康に有害な試料中の放射性標識
物質の量を減少させることを可能にするものである。
In addition, by setting the reading gain to an appropriate value at the stage of photoelectrically reading the photostimulated light that contains the autoradiograph of the test object and obtaining it as an electrical signal, it is possible to prevent changes in the exposure amount depending on the conditions of the test subject. Even if the level of radiation energy accumulated in the stimulable phosphor sheet varies due to factors such as variations in the sensitivity of the stimulable phosphor and variations in the sensitivity of the photodetector, it is possible to generate digital signals that are not affected by fluctuations in these factors. Obtainable. Furthermore, it has become possible to reduce the amount of radiation emitted from the subject compared to before.
This makes it possible to reduce the amount of radiolabeled substances in samples that are harmful to the health of researchers.

そして、上記の蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像変
換方法により得られる放射性標識物質の位置情報を有す
るデジタル信号を、信号処理機能を有する適当な信号処
理回路を通すことによって、放射性標識物質の位置情報
を人間の視覚に頼ることなく自動的に所望の記号および
/または数値で表示することができる。そして、上記信
号処理回路において、この記号および/または数値で表
示される位置情報にさらに適当な演算処理および他の関
連情報を与えることにより、人間の手を経ることなく所
望の情報、すなわちDNAの塩基配列を決定することが
可能である。
Then, by passing the digital signal containing the positional information of the radiolabeled substance obtained by the radiation image conversion method using the above-mentioned stimulable phosphor sheet through an appropriate signal processing circuit having a signal processing function, the position of the radiolabeled substance is determined. Information can be automatically displayed as desired symbols and/or numerical values without relying on human vision. Then, in the signal processing circuit, the positional information displayed as symbols and/or numerical values is further subjected to appropriate arithmetic processing and other related information to obtain desired information, that is, DNA information without human intervention. It is possible to determine the base sequence.

従って、本発明は、放射性標識物質の位置情報を有する
オートラジオグラフに対応するデジタル信号を、デジタ
ル信号処理することによりオートラジオグラフの解析を
自動化して、従来の方法において要する時間、労力の大
幅な短縮を可能とするものである。また、高精度の位置
情報を得ることを可能とするものである。
Therefore, the present invention automates the analysis of autoradiographs by digital signal processing of digital signals corresponding to autoradiographs having positional information of radiolabeled substances, thereby significantly reducing the time and labor required in conventional methods. This allows for significant shortening. It also makes it possible to obtain highly accurate position information.

上記に述べた種々の利点のほかに、本発明は、放射性標
識物質の位置情報を記号および/または数値として入手
することを可能にすると同時にその位置情報を有するオ
ートラジオグラフを画像として視覚化することをも可能
にする。
In addition to the various advantages mentioned above, the present invention makes it possible to obtain the positional information of a radiolabeled substance as symbols and/or numerical values, and at the same time to visualize the autoradiograph with the positional information as an image. It also makes it possible.

このことにより、信号処理により記号および/または数
値として得られた位置情報(DNAの塩基配列)と可視
画像とを比較することができる。
This makes it possible to compare the positional information (DNA base sequence) obtained as symbols and/or numerical values through signal processing with the visible image.

また、他の可視化されたオートラジオグラフとの比較を
可能にするものである。#fに、これまでのところ、−
一トテジオグテフィーには放射線写真法がもっばら利用
されており、この従来法により得られた可視画像との比
較を可能にする。また、可視画像として保存できること
により、記号および/または数値として磁気テープ等に
保存する以外に別の形での記録φ保管が可能となるもの
である。
It also allows comparison with other visualized autoradiographs. #f so far, −
Radiography is often used for one-tendiogutephy, allowing comparison with visible images obtained by this conventional method. Furthermore, since it can be stored as a visible image, it becomes possible to store records in other formats other than storing them as symbols and/or numerical values on magnetic tape or the like.

さらに、この画像化は、試料のオートラジオグラフに対
応する電気信号および/またはデジタル信号を得たのち
に行なわれるものであるから、必要に応じて、得られる
デジタル信号に好適な画像処理を施すことができ、これ
により観察読影性能が特に優れた可視画像を得ることも
可能となる。
Furthermore, since this imaging is performed after obtaining electrical and/or digital signals corresponding to the autoradiograph of the sample, suitable image processing may be applied to the obtained digital signals as necessary. This makes it possible to obtain visible images with particularly excellent observation and interpretation performance.

また、試料の蓄積性蛍光体シートへの露光操作は、従来
の写真画像を得るための露光操作と比較して大幅に緩和
された露光条件(時間、温度など)で行なうことができ
るという長所をも有している。すなわち、環境温度ある
いはその付近の温度という温度条件であっても放射性標
識物質の位置情報の精度を低下させることなく露光を行
なうことができる。そして、蓄積性蛍光体シートは高感
度であるため°、露光時間を大幅に短縮化することがで
きる。この点においても、オートラジオグラフィーの精
度の向上および操作の簡略化をもたらすものである。
Another advantage is that the exposure operation of the sample onto the stimulable phosphor sheet can be performed under significantly relaxed exposure conditions (time, temperature, etc.) compared to the exposure operation for obtaining conventional photographic images. It also has In other words, exposure can be performed without reducing the accuracy of the positional information of the radiolabeled substance even under the temperature conditions of the environmental temperature or a temperature in the vicinity thereof. Furthermore, since the stimulable phosphor sheet has high sensitivity, the exposure time can be significantly shortened. In this respect as well, the accuracy of autoradiography is improved and the operation is simplified.

[発明の構成] 本発明において用いられる試料の例としては、DNAも
しくはDNA断片物をテンプレートとして、放射性標識
が付与されたデオキシヌクレオシドトリフオスフェート
(dNTP)とDNA合成酵素とを用いて合成される各
塩基特異的DNA合成物および/またはそれらの混合物
が、−次元的に分離展開されて分離展開列を形成してい
る支持媒体を挙げることができる。
[Structure of the Invention] An example of a sample used in the present invention is a sample synthesized using DNA or a DNA fragment as a template and using a radioactively labeled deoxynucleoside triphosphate (dNTP) and a DNA synthesizing enzyme. Examples include a support medium in which each base-specific DNA compound and/or a mixture thereof is separated and developed in a -dimensional manner to form a separation and development array.

特に、この塩基特異的DNA合成物が、サンガー・クー
ルシン法において汎用されているジデオキシ法(鎖停止
法)により合成される場合には、DNA’の合成反応を
停止させる機能を持つジデオキシヌクレオシドトリフオ
スフェート(ddNTP)を使用することにより、一般
に下記四種からなる排他的な組合わせとして得ることが
できる。
In particular, when this base-specific DNA compound is synthesized by the dideoxy method (chain termination method) commonly used in the Sanger-Coursin method, dideoxynucleoside triphuosine, which has the function of stopping the DNA' synthesis reaction, is used. By using phate (ddNTP), an exclusive combination of the following four types can generally be obtained.

1)グアニン特異的DNA合成物 2)アデニン特異・的DNA合成物 3)チミン特異的DNA合成物 4)シトシン特異的DNA合成物 また、上記放射性標識物質を支持媒体を用いて分離展開
するための方法としては、たとえば、ゲル状支持媒体(
形状は層状、許状など任意)、アセテートなどのポリマ
ー成形体、あるいは濾紙などの各種の支持媒体を用いる
電気泳動、そしてシリカゲルなどの支持媒体を用いる薄
層クロマトグラフィーなどが挙げられる。このうちで、
ゲル状支持媒体を用いる電気泳動法が代表的な分離展開
方法であり、本発明の実施にとって好ましい。
1) Guanine-specific DNA composite 2) Adenine-specific DNA composite 3) Thymine-specific DNA composite 4) Cytosine-specific DNA composite In addition, for separating and developing the above radiolabeled substance using a support medium. Methods include, for example, gel-like support media (
Examples include electrophoresis using various support media such as a polymer molded body such as acetate or filter paper, and thin layer chromatography using a support medium such as silica gel. Of these,
Electrophoresis using a gel-like support medium is a typical separation development method and is preferred for practicing the present invention.

本発明に用いられる蓄積性蛍光体シートは、基本構造と
して、支持体、蛍光体層および透明保護膜とからなるも
のである。蛍光体層は、輝尽性蛍光体を分散状態で含有
支持する結合剤からなり、たとえば、二価ユーロピウム
賦活弗化臭化バリウム(BaFBr:Eu2+)蛍光体
粒子をニトロセルロースと線状ポリエステルとの混合物
中゛に分散含有させて得られる。蓄積性蛍光体シートは
、たとえば、支持体としてポリエチレンテレフタレート
などのシートを用い、このシート上に上記蛍光体層を設
け、さらに蛍光体層上に保護膜としてポリエチレンテレ
フタレートシートなどを設けたものである。
The basic structure of the stimulable phosphor sheet used in the present invention is a support, a phosphor layer, and a transparent protective film. The phosphor layer is made of a binder containing and supporting a stimulable phosphor in a dispersed state. For example, divalent europium-activated barium fluoride bromide (BaFBr:Eu2+) phosphor particles are combined with nitrocellulose and linear polyester. It is obtained by dispersing it in a mixture. A stimulable phosphor sheet is, for example, one in which a sheet of polyethylene terephthalate or the like is used as a support, the above-mentioned phosphor layer is provided on this sheet, and a polyethylene terephthalate sheet or the like is further provided as a protective film on the phosphor layer. .

本発明において、放射性標識物質を含有する支持媒体か
ら放出される放射線エネルギーの蓄積性蛍光体シートへ
の転写蓄積操作(露光操作)は、支持媒体と蓄積性蛍光
体シートとを一定時間重ね合わせることにより、その支
持媒体上の放射性標識物質から放出される放射線の少な
くとも一部を蓄積性I光体シートに吸収させて実施する
。この露光操作は、支持媒体と蓄積性蛍光体シートとが
近接した状態で配置されていればよく、たとえば常温も
しくは低温で少なくとも数秒間この状態に置くことによ
り行なうことができる。
In the present invention, the transfer and accumulation operation (exposure operation) of the radiation energy emitted from the support medium containing the radiolabeled substance onto the stimulable phosphor sheet is performed by overlapping the support medium and the stimulable phosphor sheet for a certain period of time. Accordingly, at least a portion of the radiation emitted from the radiolabeled substance on the support medium is absorbed by the stimulable I-photon sheet. This exposure operation can be carried out by placing the support medium and the stimulable phosphor sheet in close proximity to each other, for example, by keeping them in this state for at least several seconds at room temperature or low temperature.

なお、サンガー争り−ルソン法によるオートラジオグラ
フィーにおける試料の調製法、蓄積性蛍光体シートおよ
び露光操作の詳細については、本出願人による特願昭5
8−201231号明細書に詳細に記載されている。
For details of the sample preparation method, stimulable phosphor sheet, and exposure operation in autoradiography using the Sanger-Luzon method, please refer to the patent application filed by the applicant in 1973.
8-201231 in detail.

次に1本発明において、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録
された支持媒体上の放射性標識物質の一次元的な位置情
報を読み出してデジタル信号に変換するための方法につ
いて、添付図面の第1図に示した続出装置(あるいは読
取装置)の例を参照しながら略述する。
Next, in the present invention, a method for reading out one-dimensional positional information of a radiolabeled substance on a support medium stored and recorded on a stimulable phosphor sheet and converting it into a digital signal is shown in FIG. 1 of the attached drawings. This will be briefly described with reference to an example of the reading device (or reading device) shown in FIG.

第1図は、蓄積性蛍光体シート(以下においては、蛍光
体シートと略記することもある)lに蓄積記録されてい
る放射性標識物質の一次元的な位置情報を仮に読み出す
ための先読み用読出部2と、放射性標識物質の位置情報
を出力するために蛍光体シート1に蓄積記録されている
オートラジオグラフを読み出す機能を有する本読み用続
出部3から構成される装置 いる。
Figure 1 shows a pre-reading system for temporarily reading out one-dimensional positional information of a radiolabeled substance accumulated and recorded on a stimulable phosphor sheet (hereinafter sometimes abbreviated as phosphor sheet). The apparatus is comprised of a main reading output section 3 having a function of reading out the autoradiograph stored on the phosphor sheet 1 in order to output the positional information of the radiolabeled substance.

先読み用続出部2においては次のような先読み操作が行
なわれる。
In the prefetch successive section 2, the following prefetch operation is performed.

レーザー光源4か4発生したレーザー光5はフィルター
6を通過することにより、このレーザー光5による励起
に応じて蓄積性蛍光体シート1がら発生する輝尽発光の
波長領域に該当する波長領域の部分がカットされる.次
いでレーザー光は、ガルバノミラ−等の光偏向器7によ
り偏向処理され、平面反射鏡8により反射されたのち蛍
光体シート1上に一次元的に偏向して入射する.ここで
用いるレーザー光源4は,そのレーザー光5の波長領域
が、蛍光体q−ト1から発する輝尽発光の主要波長領域
と重複しないように選択される。
The laser light 5 generated by the laser light source 4 or 4 passes through the filter 6, whereby a portion of the wavelength range corresponding to the wavelength range of stimulated luminescence generated from the stimulable phosphor sheet 1 in response to excitation by the laser light 5 is detected. is cut. Next, the laser beam is deflected by a light deflector 7 such as a galvanometer mirror, reflected by a plane reflecting mirror 8, and then one-dimensionally deflected and incident on the phosphor sheet 1. The laser light source 4 used here is selected so that the wavelength range of its laser light 5 does not overlap with the main wavelength range of stimulated luminescence emitted from the phosphor q-t 1.

蛍光体シートlは,上記の偏向レーザー光の照射下にお
いて、矢印9の方向に移送される.従って、蛍光体シー
トlの全面にわたって偏向レーザー光が照射されるよう
になる.なお、レーザー光源4の出力、レーザー光5の
ビーム径、レーザー光5の゜走査速度、蛍光体シートl
の移送速度については,先読み操作のレーザー光5のエ
ネルギーが本読み操作に用いられるエネルギーよりも小
さくなるように調整される。
The phosphor sheet 1 is transported in the direction of arrow 9 under irradiation with the above-mentioned polarized laser light. Therefore, the entire surface of the phosphor sheet l is irradiated with the polarized laser light. Note that the output of the laser light source 4, the beam diameter of the laser light 5, the scanning speed of the laser light 5, and the phosphor sheet l
The transfer speed is adjusted so that the energy of the laser beam 5 for the pre-reading operation is smaller than the energy used for the main reading operation.

蛍光体シートlは、上記のようなレーザー光の照射を受
けると、蓄、積記録されている放射線エネルギーに比例
する光量の輝尽発光を示し、この光は先読み用導光性シ
ートlOに入射する。この導光性シートIOはその入射
面が直線状で、蛍光体シート1上の走査線に対向するよ
うに近接して配置されており、その射出面は円環を形成
し、フォトマルなどの光検出器11の受光面に連絡して
いる。この導光性シートlOは、たとえばアクリル系合
成樹脂などの透明な熱可塑性樹脂シートを加工してつく
られたもので、入射面より入射した光がその内部におい
て全反射しながら射出面へ伝達されるように構成されて
いる。蛍光体シート1からの輝尽発光はこの導光性シー
ト10内を導かれて射出面に到達し、その射出面から射
出されて光検出器11に受光される。
When the phosphor sheet 1 is irradiated with the laser light as described above, it exhibits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, and this light enters the light guide sheet 10 for pre-reading. do. The light guide sheet IO has a linear incident surface and is arranged close to the scanning line on the phosphor sheet 1 so as to face it, and its exit surface forms a ring and is a photomultiplier or the like. It is connected to the light receiving surface of the photodetector 11. This light-guiding sheet 1O is made by processing a transparent thermoplastic resin sheet such as acrylic synthetic resin, and the light incident from the incident surface is totally reflected inside and transmitted to the exit surface. It is configured to The stimulated luminescence from the phosphor sheet 1 is guided through the light guide sheet 10 and reaches the exit surface, is emitted from the exit surface, and is received by the photodetector 11.

光検出器11の受光面には、輝尽発光の波長領域の光の
みを透過し、励起光(レーザー光)の波長領域の光をカ
ットするフィルターが貼着され、輝尽発光のみを検出し
うるようにされている。光検°出、器11により検出さ
れた輝尽発光は電気信号に変換され、さらに増幅器12
により増幅され出力される。増幅器12から出力された
蓄積記録情報は、本読み用読出部3の制御回路13に入
力される。制御回路13は、得られた蓄積記録情報に応
じて適正レベルの信号を得、そして濃度およびコントラ
ストの優れた画像が得られるように、増幅率設定値a、
収録スケールファクターb、および再生画像処理条件設
定値Cを出力する。
A filter is attached to the light-receiving surface of the photodetector 11, which transmits only light in the wavelength region of stimulated luminescence and cuts light in the wavelength region of excitation light (laser light), and detects only stimulated luminescence. It is made to be wet. The stimulated luminescence detected by the photodetector 11 is converted into an electrical signal, and further transmitted to the amplifier 12.
is amplified and output. The accumulated recording information output from the amplifier 12 is input to the control circuit 13 of the main reading reading section 3. The control circuit 13 sets the amplification factor setting value a, so that a signal of an appropriate level can be obtained according to the obtained accumulated recording information, and an image with excellent density and contrast can be obtained.
The recording scale factor b and the reproduction image processing condition setting value C are output.

以上のようにして先読み操作が終了した蛍光体シー)1
は本読み用読出部3へ移送される。
Phosphor sheet for which the pre-reading operation has been completed as described above) 1
is transferred to the reading section 3 for main reading.

本読み用読出部3においては次のような本読み操作が行
なわれる。
In the main reading reading section 3, the following main reading operation is performed.

本読み用レーザー光源14から発せられたレーザー光1
5は、前述のフィルター6と同様な機能を有するフィル
ター16を通過したのちビーム・エクスパンダ−17に
よりビーム径の大きさが厳密に調整される0次いでレー
ザー光は、ガルバノミラ−等の光偏向器18により偏向
処理され、平面反射鏡19により反射されたのち蛍光体
シートl上に一次元的に偏向して入射する。なお、光偏
向器18と平面反射鏡19との間にはfθレンズ20等
が配置され、蛍光体シート1の上を偏向レーザー光が走
査した場合に、常に均一なビーム速度を維持するように
されている。
Laser light 1 emitted from the main reading laser light source 14
5, the beam diameter is strictly adjusted by a beam expander 17 after passing through a filter 16 having the same function as the filter 6 described above.Next, the laser beam is passed through an optical deflector such as a galvanometer mirror. 18 and reflected by a plane reflecting mirror 19, the light is one-dimensionally deflected and incident on the phosphor sheet l. Note that an fθ lens 20 or the like is arranged between the optical deflector 18 and the plane reflecting mirror 19, so that when the deflected laser beam scans the phosphor sheet 1, a uniform beam speed is always maintained. has been done.

蛍光体シート1は、上記の偏向レーザー光の照射下にお
いて、矢印21の方向に移送される。従って、先読み操
作におけると同様に蛍光体シート1の全面にわたって偏
向レーザー光が照射されるようになる。
The phosphor sheet 1 is transported in the direction of the arrow 21 under irradiation with the above-mentioned polarized laser light. Therefore, as in the pre-reading operation, the entire surface of the phosphor sheet 1 is irradiated with the polarized laser light.

蛍光体シートlは、上記のようにしてレーザー光の照射
を受けると、先読み操作におけると同様に、蓄積記録さ
れている放射線エネルギーに比例する光量の輝尽発光を
発し、この光は本読み用導光性シート22に入射する。
When the phosphor sheet l is irradiated with laser light as described above, it emits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, as in the pre-reading operation, and this light is used as a guide for main reading. The light enters the optical sheet 22.

この本読み用導光性シート22は先読み用導光性シー)
10と同様の材質、構造を有しており、本読み用導光性
シート22の内部を全反射を繰返しつつ導かれた輝尽発
光はその射出面から射出されて、光検出器23に受光さ
れる。なお、光検出器23の受光面には輝尽発光の波長
領域のみを選択的に透過するフィルターが貼着され、光
検出器23が輝尽発光のみを検出するようにされている
This light guiding sheet 22 for book reading is a light guiding sheet 22 for pre-reading)
It has the same material and structure as 10, and the stimulated luminescence that is guided through the interior of the reading light guiding sheet 22 through repeated total reflection is emitted from the exit surface and is received by the photodetector 23. Ru. Note that a filter that selectively transmits only the wavelength range of stimulated luminescence is attached to the light receiving surface of the photodetector 23, so that the photodetector 23 detects only stimulated luminescence.

光検出器23により検出された輝尽発光は電気信号に変
換され、前記の増幅率設定値aに従って感度設定された
増幅器24において適正レベルの電気信号に増幅された
のち、A/D変換器25に入力される。A/D変換器2
5は、収録スケールファクター設定値すに従い信号変動
幅に適したスケールファクターでデジタル信号に変換さ
れる。
The stimulated luminescence detected by the photodetector 23 is converted into an electrical signal, which is amplified to an appropriate level electrical signal in the amplifier 24 whose sensitivity is set according to the amplification factor setting value a, and then sent to the A/D converter 25. is input. A/D converter 2
5 is converted into a digital signal with a scale factor suitable for the signal fluctuation range according to the recording scale factor setting value.

なお、本発明における蓄積性蛍光体シートに転写蓄積さ
れた支持媒体上の放射性標識物質の位置情報を読み出す
ための方法について、上記においては先読み操作と本読
み操作とからなる読出し操作を説明したが、本発明にお
いて利用することができる読出し操作は、上記の例に限
られるものではない゛、たとえば、支持媒体上の放射性
標識物質の量、およびその支持媒体についての蓄積性蛍
光体シートの露光時間が予めわかっていれば、上記の例
において先読み操作を省略することも可能である。
Regarding the method for reading the positional information of the radiolabeled substance on the support medium that has been transferred and accumulated on the stimulable phosphor sheet in the present invention, the readout operation consisting of the pre-reading operation and the main reading operation has been described above. Readout operations that can be utilized in the present invention are not limited to the above examples, for example, the amount of radiolabeled material on the support medium and the exposure time of the stimulable phosphor sheet for that support medium. If known in advance, it is also possible to omit the look-ahead operation in the above example.

また、本発明にお、ける蓄積性蛍光体シートに転写蓄積
された支持媒体上の放射性標識物質の位置情報を読み出
すための方法は、上記に例示した以外に限られるもので
はない。
Further, in the present invention, the method for reading out the positional information of the radiolabeled substance on the support medium that has been transferred and accumulated on the stimulable phosphor sheet is not limited to those exemplified above.

このようにして得られた放射性標識物質のオートラジオ
グラフに対応するデジタル信号は、次に、信号処理回路
26に入力される。信号処理回路26では、放射性標識
物質の位置情報を記号および/または数値化し、目的の
DNAの塩基配列を決定するための信号処理が行なわれ
る。すなわち、信号処理のための走査方向を決定したの
ちサンプリング点を検出し、次いでサンプリング点の比
較同定を行なう。また、必要に応じて、再生画像処理条
件設定値Cに基づいた画像化のための信号処理が行なわ
れる。
The digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance thus obtained is then input to the signal processing circuit 26. The signal processing circuit 26 performs signal processing to convert the positional information of the radiolabeled substance into symbols and/or numerical values, and to determine the base sequence of the target DNA. That is, after determining the scanning direction for signal processing, the sampling points are detected, and then the sampling points are compared and identified. Furthermore, signal processing for imaging based on the reproduced image processing condition setting value C is performed as necessary.

以下、本発明の信号処理方法を用いたDNAの塩基配列
決定のためのオートラジオグラフィーにおける信号処理
の実施態様を、前記のサンガー・クールシン法のジデオ
キシ法を利用した場合を例にとり、次の四種類の塩基特
異的DNA合成物の組合わせにより形成された泳動列(
分離展開列)を用いた場合について説明する。
Hereinafter, embodiments of signal processing in autoradiography for DNA base sequencing using the signal processing method of the present invention will be described below, taking as an example the case where the dideoxy method of the Sanger-Coursin method is used. A migration column formed by a combination of different types of base-specific DNA compounds (
A case using a separate expansion column) will be explained.

1)グアニン(G)特異的DNA合成物2)アデニン(
A)特異的DNA合成物3)チミン(T)特異的DNA
合成物 4)シトシン(C)特異的DNA合成物まず、常法に従
って、−末鎖の検体DNA(テンブレー)DNA)およ
びこのDNAの一部に対して相補的な短いDNA断片(
プライマー)を用意し、テンブレー)DNAにプライマ
ーをハイブリダイズさせたのち、四種のデオキシヌクレ
オシドトリフオスフェート(dNTP)と一種のジデオ
キシヌクレオシドトリフオスフェート(ddNTP)を
用い、DNAポリメラーゼを作用させてテンプレートD
NAと相補的なりNAの合成を行なう。四種のdNTP
のうちの少なくとも一種に32pなどの放射性元素で標
識化したものを用いることにより、放射性標識が付与さ
れた上記四群の塩基特異的DNA合成物を調製する。た
とえば、グアニン特異的DNA合成物は、ddNTPと
してd dGTPを用いることによって得られる。他の
塩基についての特異的DNA合成物も同様にして、対応
するddNTP(すなわちddATP、ddTTP、ま
たはddcTP)を用いることによって得られる。
1) Guanine (G) specific DNA compound 2) Adenine (
A) Specific DNA compound 3) Thymine (T) specific DNA
Synthesis product 4) Cytosine (C)-specific DNA composition First, according to a conventional method, a -terminal strand of the sample DNA (Tembray DNA) and a short DNA fragment complementary to a part of this DNA (
After preparing primers and hybridizing the primers to DNA, DNA polymerase is activated to convert the template using four types of deoxynucleoside triphosphates (dNTPs) and one type of dideoxynucleoside triphosphates (ddNTPs). D
Complementary to NA, NA is synthesized. Four types of dNTPs
By using at least one of them labeled with a radioactive element such as 32p, base-specific DNA compounds of the above four groups to which a radioactive label has been added are prepared. For example, guanine-specific DNA compounds are obtained by using ddGTP as the ddNTP. Specific DNA compounds for other bases are obtained in a similar manner by using the corresponding ddNTPs (ie ddATP, ddTTP, or ddcTP).

これをゲル状支持媒体上で電気泳動により分離展開させ
て試料を得る。次に、この試料(支持媒体)と蓄積性蛍
光体シートとを室温で数分間重ね合わせることにより露
光操作を行ない、試料く形成されているDNAの分離展
開列を蓄積性蛍光体シートにオートラジオグラフとして
蓄積記録する。
This is separated and developed by electrophoresis on a gel-like support medium to obtain a sample. Next, this sample (supporting medium) and a stimulable phosphor sheet are overlapped for several minutes at room temperature to carry out an exposure operation, and the DNA separation and development arrays formed on the sample are transferred to the stimulable phosphor sheet using autoradiation. Accumulate and record as a graph.

第2図は、放射性標識の付与された環基特異的DNA合
成物が分離展開されている上記四種類からなる泳動列の
オートラジオグラフを示す。すなわち、第2v!Jの第
1列から第4列は順に、(1)−” (G)特異的DN
A合成物(2) −(A)特異的DNA合成物 (3)−(T)特異的DNA合成物 (4)−(C)特異的DNA合成物 の各列(泳動列)を示す。
FIG. 2 shows an autoradiograph of the above-mentioned four types of electrophoresis column in which a ring group-specific DNA compound to which a radioactive label has been added is separated and developed. That is, the 2nd v! The first to fourth columns of J are (1)-” (G) Specific DN
Each column (electrophoresis column) of A compound (2) - (A) specific DNA compound (3) - (T) specific DNA compound (4) - (C) specific DNA compound is shown.

蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されたオートラジオグラ
フを第1図に示した読出装置に装填して読み出すことに
より、信号処理回路26に入力されたデジタル信号は、
蓄積性蛍光体シートに固定された座標系で表わされた番
地(x 、 y)とその番地における信号のレベル(2
)とを有しており、その信号のレベルは輝尽光の光量に
対応している。すなわち、そのデジタル信号は第2図の
オートラジオグラフに対応している。従って、信号処理
回路26には上記放射性標識物質の位置情報を有するデ
ジタル画像データが入力されることになる。本明細書に
おいて、デジタル画像データとは、放射性標識物質のオ
ートラジオグラフに対応するデジタル信号の集合体を意
味する。
By loading the autoradiograph stored and recorded on the stimulable phosphor sheet into the reading device shown in FIG. 1 and reading it out, the digital signal input to the signal processing circuit 26 is
The address (x, y) expressed in the coordinate system fixed on the stimulable phosphor sheet and the signal level (2
), and the level of the signal corresponds to the amount of photostimulated light. That is, the digital signal corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore, digital image data having positional information of the radiolabeled substance is input to the signal processing circuit 26. As used herein, digital image data refers to a collection of digital signals corresponding to an autoradiograph of a radiolabeled substance.

まず、上記デジタル信号に対してデジタル信号処理のた
めの走査方向の決定を行なう、ここで、第2図において
垂直方向(分離展開方向)をy軸方向、水平方向をX軸
方向とすると、走査方向はたとえば次のようにして決定
することができる。
First, the scanning direction for digital signal processing is determined for the digital signal.Here, if the vertical direction (separation development direction) is the y-axis direction and the horizontal direction is the x-axis direction in FIG. The direction can be determined, for example, as follows.

すなわち、得られた。デジタル画像データについて、y
軸方向の任意の点(y=yaに位置)においてX軸方向
に数値的に走査して、信号のレベルが極大値を示すX座
標(X&)をめる。ただし、aは正の整数であり、各列
の番号を表わす。
That is, obtained. Regarding digital image data, y
An arbitrary point in the axial direction (located at y=ya) is numerically scanned in the X-axis direction to find the X coordinate (X&) at which the signal level has a maximum value. However, a is a positive integer and represents the number of each column.

このとき、走査するy軸方向の幅の大きさは、少なくと
も一つの放射性標識物質の分離展開部位(通常、「泳動
帯」と呼ばれる)を含みうるような大きさをもって走査
する必要がある。この走査幅をただ一つの泳動帯を含み
うる大きさとしたときには極大値は通常一つ見出され、
これは、上記四つの泳動列のいずれか一つのX座標と対
応している。次に、Vaの値を変えて少なくとも四回上
記の走査および極大値を見出す操作を繰り返すことによ
り、異なる四つの泳動列に対応するX座標をめることが
できる。
At this time, the scanning width in the y-axis direction needs to be large enough to include at least one separation and development site of the radiolabeled substance (usually referred to as a "migration zone"). When this scanning width is made large enough to include only one migration band, one maximum value is usually found,
This corresponds to the X coordinate of any one of the four migration columns described above. Next, by changing the value of Va and repeating the above scanning and finding the maximum value at least four times, it is possible to determine the X coordinates corresponding to the four different electrophoresis rows.

なお、本発明の信号処理方法において、蓄積性蛍光体シ
ートを読み出して得られたデジタル信号は、信号処理回
路26において一旦メモリーに記憶゛される(すなわち
、バッファーメモリーあるいは磁気ディスク等の不揮発
性メモリーに記憶される)、信号処理において、デジタ
ル画像データ上を走査するとは、この走査箇所のデジタ
ル信号のみをメモリーから選択的に取り出すことを意味
する。
In the signal processing method of the present invention, the digital signal obtained by reading out the stimulable phosphor sheet is temporarily stored in a memory in the signal processing circuit 26 (i.e., stored in a buffer memory or a non-volatile memory such as a magnetic disk). In signal processing, scanning over digital image data means selectively retrieving from memory only the digital signal at this scanning location.

従って、X座標(X&)は、たとえば、上記の走査幅内
のデジタル信号を各X座標ごとにy軸方向に繰り返し取
り出してその信号レベルを加算したときに、得られた信
号のレベルが極大となるX座標(Xa)とすることがで
きる。あるいは、上記の走査幅内のデジタル信号をX軸
方向に縁り返し取り出して各X座標ごとに信号のレベル
が極大となるX座標を見出したのち、これらのX座標の
平均座標を算出し、これをX座標(Xa)とすることが
できる、なお、このような走査の際に混入してくる雑音
のピークをとらないようにするために、信号のレベルを
予め設定した閾値で二値化しておいてもよい。
Therefore, the X coordinate (X &) is, for example, when the digital signal within the above scanning width is repeatedly extracted in the y-axis direction for each X coordinate and the signal levels are added, and the level of the obtained signal is the maximum. The X coordinate (Xa) can be set as follows. Alternatively, after extracting the digital signal within the above scanning width in the X-axis direction and finding the X-coordinate where the signal level is maximum for each X-coordinate, calculate the average coordinate of these X-coordinates, This can be set as the X coordinate (Xa). In order to avoid peaks of noise mixed in during such scanning, the signal level is binarized using a preset threshold. You can leave it there.

このようにして、各列の走査方向は、たとえば検出され
たX座標(Xa)を通り、y軸方向に平行な直線を以下
の信0号処理のための走査方向として決定することがで
きる。
In this way, the scanning direction of each column can be determined as a straight line passing through the detected X coordinate (Xa) and parallel to the y-axis direction as the scanning direction for the following signal 0 signal processing.

次に、この走査方向上のサンプリング点の検出を行なう
、放射性標識物質の分離展開部位を検出するためのサン
プリング点は、走査方向上のデジタル信号のみを取り出
したときに、その信号のレベルが極大となる全ての点と
することができる。
Next, the sampling point for detecting the separation and development site of the radiolabeled substance is detected at the sampling point in the scanning direction, and when only the digital signal in the scanning direction is extracted, the level of the signal is at its maximum. It can be all points where .

上記の走査においても、一定の幅をもって走査すること
が望ましい、従って、信号のレベルの極大点、とは、た
とえば横軸に走査方向上の位置(y)をとり、縦軸にそ
の走査幅内の信号のレベルの平均値(z)をとったグラ
フで表わしたときに、このグラフに現われる全てのピー
ク点を意味する。
In the above scanning, it is desirable to scan with a constant width. Therefore, the maximum point of the signal level is, for example, the position (y) in the scanning direction on the horizontal axis, and the position (y) within the scanning width on the vertical axis. When expressed in a graph of the average value (z) of the signal level, it means all the peak points that appear on this graph.

以下、走査方向上の各位置における信号のレベルの平均
値を、単にその位置における信号のレベルと略す。
Hereinafter, the average value of the signal level at each position in the scanning direction will be simply referred to as the signal level at that position.

第3図は、第2図に示された一泳動列について上記のよ
うにして横軸に走査方向上の位置(y)をとり、縦軸に
信号のレベル(=)をとったグラフを示している。
Figure 3 shows a graph in which the horizontal axis represents the position (y) in the scanning direction and the vertical axis represents the signal level (=) for one electrophoresis column shown in Figure 2, as described above. ing.

このようにして、座標点およびこの座標点における信号
のレベルCX & + ’11L n r Z & n
 )を有するサンプリング点S&nが決定される。ここ
で、nは正の整数であり、サンプリング点の番号を表わ
す。
In this way, the coordinate point and the level of the signal at this coordinate point CX & + '11L n r Z & n
) is determined. Here, n is a positive integer and represents the number of sampling points.

上述のようにしてデジタル信号に信号処理を施すことに
より、各泳動列について放射性標識物質の一次元的な位
置情報を一次元的方向の位置とその位置における信号の
レベル(Y&n+Zan)で表わすことができる。ここ
で、各位置における信号のレベル(Z an)は、放射
性標識物質の相対量(濃度)を表わすとみなすことがで
きる。
By subjecting the digital signals to signal processing as described above, it is possible to express the one-dimensional positional information of the radiolabeled substance for each electrophoresis column by the one-dimensional position and the signal level at that position (Y & n + Zan). can. Here, the signal level (Z an) at each position can be considered to represent the relative amount (concentration) of the radiolabeled substance.

あるいはさらに、たとえば、放射性標識物質を分離展開
するための開始位置を放射性標識物質を含むマーカーに
よって蓄積性蛍光体シートに記録してお°〈ことにより
、デジタル画像データ上でこの開始位置(yo)を上記
と同様にして検出することができる。また、開始位置(
y o)は、たとえば、蓄積性蛍光体シート自体をパン
チで孔を設けるなどの物理的手段を用いて加工しておく
ことにより、露光操作においてその開始位置を設定する
ことによっても検出が可能である。そしてこのyoを用
いて(Van Vo=Van’ )の減算を行なうこと
により、上記位置情報を分離展開開始位置からの移動距
離とその位置における信号のレベル(Y an’ + 
Z an)で表わすことができる。
Alternatively, for example, by recording the starting position for separating and developing a radiolabeled substance on a stimulable phosphor sheet with a marker containing a radiolabeled substance, this starting position (yo) can be recorded on the digital image data. can be detected in the same manner as above. Also, start position (
y o) can also be detected by, for example, processing the stimulable phosphor sheet itself using physical means such as punching holes, and then setting the starting position during the exposure operation. be. Then, by subtracting (Van Vo=Van') using this yo, the above position information can be calculated as the moving distance from the separation deployment start position and the signal level at that position (Y an' +
Z an).

また、放射性標識物質の相対量の評価については、上記
のサンプリング点における信号のレベルのほかに、たと
えば、各極大点近傍の積分値など各種の算定が可能であ
る。
Furthermore, regarding the evaluation of the relative amount of the radiolabeled substance, in addition to the signal level at the above-mentioned sampling points, various calculations such as the integral value near each maximum point are possible.

次に、上記凸刻について相互に位置(V an)を比較
してVanの大きい順に並べる。たとえば次のように表
わされる図式を得ることができる。
Next, the positions (Van) of the above-mentioned convex markings are compared with each other and arranged in descending order of Van. For example, we can obtain the diagram shown below.

S 11 * S 4 * * S 3 Z + 32
1 + 342 +” 12 + S32 + S22
 r S23 +・・・・・・上記の図式において、5
sn=G、52n=A、Sa n=T、S4 H=Cと
置き換えることにより、次のような図式を得る。
S 11 * S 4 * * S 3 Z + 32
1 + 342 +” 12 + S32 + S22
r S23 +...In the above diagram, 5
By replacing sn=G, 52n=A, San=T, and S4H=C, the following diagram is obtained.

G、−C−T−A−C−G−T−A−A−・・・・・・
このようにして、検体DNAと相補的なりNA鎖状分子
についての塩基配列を決定することができる。なお、得
られたDNAの塩基配列についての情報は、上記の表示
形態に限られるものではなく、任意の表示形態が可能で
ある。たとえば、所望により、同時に上述の信号処理に
おけるサンプリング点の信号のレベル(Z an)を、
分離展開された各合成物の相対量として表示することも
可能である。あるいは、第4図に示されるような図表化
も可能である。
G, -C-T-A-C-G-T-A-A-...
In this way, the base sequence of the NA chain molecule complementary to the sample DNA can be determined. Note that the information about the obtained DNA base sequence is not limited to the above display format, and any display format is possible. For example, if desired, the signal level (Z an) at the sampling point in the above-mentioned signal processing can be set at the same time as
It is also possible to display the relative amounts of each separated and developed compound. Alternatively, a diagram as shown in FIG. 4 is also possible.

あるいはさらに、DNAの二本の鎖状分子両方について
の塩基配列を表示することもできる。すなわち、上記の
記号で表わされた図式において各塩基に対応する組合わ
せとして、A−T、G−C1C→G、T4Aなる情報を
与えることにより、次のような図式で表わされるDNA
の塩基配列を得る。
Alternatively, it is also possible to display the base sequences of both two stranded molecules of DNA. That is, by providing the information A-T, G-C1C→G, and T4A as combinations corresponding to each base in the diagram represented by the above symbols, DNA represented by the following diagram can be obtained.
Obtain the base sequence of

G−C−T−A−C−G−T−A−A−・・・・・・C
−G−A−T−G−C−A−T−T−・・・・・・上記
のような信号処理により決定されたDNAの塩基配列に
ついての情報は、信号処理回路26から出力されたのち
、次いで直接的に、もしくは必要により、磁気テープな
どの保存手段を介して記録装置(図示なし)へ伝送され
る。
G-C-T-A-C-G-T-A-A-...C
-G-A-T-G-C-A-T-T-... Information about the DNA base sequence determined by the above signal processing is output from the signal processing circuit 26. Thereafter, the data is transmitted to a recording device (not shown) either directly or, if necessary, via a storage means such as a magnetic tape.

記録装置としては、たとえば、感光材料上をレーザー光
等で走査して光学的に記録するもの、CRT等に電子的
に表示するもの、CRT等に表示された記号・数値をビ
デオφプリンター等に記録するもの、熱線を用いて感熱
記録材料上に記録するものなど種々の原理に基づいた記
録装置を用いることができる。
Recording devices include, for example, those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam, etc., those that electronically display on a CRT, etc., and those that record symbols and numbers displayed on a CRT, etc. on a video φ printer, etc. Recording apparatuses based on various principles can be used, such as those that record on a heat-sensitive recording material using heat rays.

さらに本発明においては、所望により、得られたデジタ
ル信号またはA/D変換される前の電気信号から、支持
媒体上の放射性標識物質のオートラジオグラフを画像化
することができる。
Furthermore, in the present invention, an autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium can be imaged from the obtained digital signal or the electric signal before A/D conversion, if desired.

なお、信号処理回路26では、再生画像処理条件設定値
Cに基づいて、デジタル信号に濃度およびコントラスト
が適正で観察読影性能の優れた可視画像が得られるよう
に信号処理(画像処理)を行なってもよい、この画像処
理としては、たとえば、空間周波数処理、階調処理、加
算平均処理、縮小処理、拡大処理などが挙げられる。
Note that the signal processing circuit 26 performs signal processing (image processing) on the digital signal based on the reproduction image processing condition setting value C so that a visible image with appropriate density and contrast and excellent observation and interpretation performance is obtained. Examples of this image processing include spatial frequency processing, gradation processing, averaging processing, reduction processing, and enlargement processing.

画像処理が施されたデジタル信号は、必要により磁気テ
ープなどの保存手段を介して、第5図の再生記録装置に
伝送される。
The digital signal subjected to image processing is transmitted to the reproducing/recording apparatus shown in FIG. 5 via a storage means such as a magnetic tape, if necessary.

次に、画像処理された放射性標識物質の位置情報を有す
るデジタル信号を画像化するための方法について、第5
図に示した再生記録装置の例を参照しながら略述する。
Next, Section 5 describes a method for imaging a digital signal having image-processed position information of a radiolabeled substance.
A brief description will be given with reference to the example of the reproducing/recording device shown in the figure.

第5図は、第1図の読出装置から出力されるデジタル信
号を(可視)画像化するための再生記録装置の例の概略
図を示している。
FIG. 5 shows a schematic diagram of an example of a reproducing/recording device for converting the digital signal outputted from the reading device of FIG. 1 into a (visible) image.

放射性標識物質の位置情報を画像化するためには、次の
ような再生記録操作が行なわれる。
In order to image the positional information of the radiolabeled substance, the following reproduction/recording operation is performed.

D/A変換器27に入力された上記デジタル信号は、濃
度を表わすアナログ信号に変換され、光変調器28に入
力される。このアナログ信号によって光変調器28が変
調される。記録用のレーザー光源29からのレーザー光
30はこの光変調器28で変調されたのち、走査ミラー
31によって写真フィルム等の感光材料32上で走査さ
れ、この感光材料32上に画像が再生される。
The digital signal input to the D/A converter 27 is converted into an analog signal representing the concentration, and is input to the optical modulator 28. The optical modulator 28 is modulated by this analog signal. A laser beam 30 from a recording laser light source 29 is modulated by the optical modulator 28, and then scanned by a scanning mirror 31 onto a photosensitive material 32 such as photographic film, and an image is reproduced on the photosensitive material 32. .

なお、デジタル信号を再生記録するための方法は、上記
の方法に限られるものではなく、たとえば、前記の記録
装置を用いる方法などを利用してもよい。
Note that the method for reproducing and recording the digital signal is not limited to the above method, and for example, a method using the above-mentioned recording device may be used.

また、上記オートラジオグラフの可視画像は、デジタル
信号がA/D変換される前の電気信号を再生記録するこ
とによっても得ることが可能である。すなわち、第1図
の続出装置における増幅器24で得られる電気信号を直
接に、第5図の再生記録装置の光変調器28に伝送する
こ゛とにより、得ることもできる。
Furthermore, the visible image of the autoradiograph can also be obtained by reproducing and recording the electric signal before the digital signal is A/D converted. That is, it can also be obtained by directly transmitting the electrical signal obtained by the amplifier 24 in the reproduction apparatus shown in FIG. 1 to the optical modulator 28 of the reproducing/recording apparatus shown in FIG.

なお、上記の(G、A、T、C)の組合わせを利用した
DNAの塩基配列決定法は、DNAの塩基配列決定法の
一例であって、本発明の信号処理方法は、上記の組合わ
せに限定されるものではなく、種々の組合わせが可能で
あり、またその組合わせを利用し、上記の方法に準じる
方法により同様にして塩基配列を決定することが可能で
ある。
The DNA base sequencing method using the above combination of (G, A, T, C) is an example of the DNA base sequencing method, and the signal processing method of the present invention uses the above combination. The combinations are not limited to the above, and various combinations are possible, and the base sequence can be determined in a similar manner using the combinations described above.

たとえば、サンガー・クールノン法の別法であるプラス
・マイナス法により得られる組合わせを利用しても、D
NAの塩基配列を決定することがでできる。あるいは、
少なくとも一群の塩基特異的DNA合成物と適当な参照
物質(たとえば、各塩基特異的DNA合成物の混合物)
との組合わせから、特定の塩基についての配列を決定す
ることも可能である。
For example, even if you use the combination obtained by the plus-minus method, which is an alternative method of the Sanger-Cournon method, D
The base sequence of NA can be determined. or,
at least one group of base-specific DNA compounds and a suitable reference material (e.g., a mixture of each base-specific DNA compound)
It is also possible to determine the sequence of a specific base from the combination.

また、上記の例においては、支持媒体上で一次元的方向
に分離展開している四列の放射性標識物質群を用いて説
明したが、分離展開列は四列に限定されるものではなく
、凸刻以上であってもよいし、またそれ以下であっても
よい。あるいは、一つの支持媒体を用いて同時に二種類
以上のDNAの塩基配列を決定することも可能である。
Furthermore, in the above example, the explanation was given using four rows of radiolabeled substance groups that are separated and developed in a one-dimensional direction on the support medium, but the separation and development rows are not limited to four rows. It may be more than a convex engraving, or it may be less than that. Alternatively, it is also possible to simultaneously determine the base sequences of two or more types of DNA using one support medium.

なお上記のようにして得られた情報は、このほかにも、
たとえば、既に記録保存されている他のDNAの塩基配
列と照合するなどの遺伝言語学的情報処理を行なうこと
も可能である。
In addition to the information obtained above,
For example, it is also possible to perform genetic linguistic information processing such as comparing with other DNA base sequences that have already been recorded and stored.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明において蓄積性蛍光体シートに蓄積記
録された試料中の放射性標識物質の位置情報を読み出す
ための続出装置(あるいは読取装置)の例を示すもので
ある。 l:蓄積性蛍光体シート、2二先読み用読出部、3:本
読み用続出部、4:レーザー光源、5:レーザー光、6
:フィルター、7:光偏向器、8:平面反射鏡、9:移
送方向、lO:先読み用導光性シート、11:光検出器
、12:増幅器、13:制御回路、14:レーザー光源
、15ニレ−f−光、16ニフイルター、17:ビーム
・エクスパングー、18:光偏向器、19:平面反射鏡
、20:fθレンズ、21:移送方向、22二本読み用
導光性シート、23:光検出器、24:増幅器、25 
: A/D変換器、26:信号処理回路 第2図は、DNAの塩基特異的DNA合成物がゲル支持
媒体上で分離展開された試料のオートラジオグラフの例
を示す図である。 第3図は、信号処理のための走査方向上の位置とデジタ
ル信号のレベルとの関係の例を表わすグラフである。 第4図は、本発明の信号処理方法により決定されたDN
Aの塩基配列の例を模式的に示す図表である。 第5図は、本発明において蓄積性蛍光体シートに蓄積記
録された試料中の放射性標識物質の位置情報を有するデ
ジタル信号を画像化するための再生記録装置の例を示す
ものである。 27 : D/A変換器、28:光変調器、29:記録
用レーザー光源、30:レーザー光、3に走査ミラー、
32:感光材料 特°許出願人 富士写真フィルム株式会社代理人 弁理
士 柳川泰男
FIG. 1 shows an example of a follow-up device (or reading device) for reading out positional information of a radiolabeled substance in a sample stored and recorded on a stimulable phosphor sheet in the present invention. l: stimulable phosphor sheet, 22 reading part for pre-reading, 3: continuous reading part for main reading, 4: laser light source, 5: laser light, 6
: filter, 7: optical deflector, 8: plane reflecting mirror, 9: transport direction, lO: light guiding sheet for pre-reading, 11: photodetector, 12: amplifier, 13: control circuit, 14: laser light source, 15 Elm f-light, 16 Nifilter, 17: Beam expander, 18: Optical deflector, 19: Plane reflecting mirror, 20: fθ lens, 21: Transfer direction, 22 Light guiding sheet for dual reading, 23: Light Detector, 24: Amplifier, 25
: A/D converter, 26: Signal processing circuit FIG. 2 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a sample in which a base-specific DNA compound of DNA is separated and developed on a gel support medium. FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the position in the scanning direction and the level of the digital signal for signal processing. FIG. 4 shows the DN determined by the signal processing method of the present invention.
1 is a diagram schematically showing an example of the base sequence of A. FIG. 5 shows an example of a reproducing/recording apparatus for converting into an image a digital signal having positional information of a radiolabeled substance in a sample stored and recorded on a stimulable phosphor sheet in the present invention. 27: D/A converter, 28: Optical modulator, 29: Recording laser light source, 30: Laser light, 3: Scanning mirror,
32: Photosensitive material patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent Patent attorney Yasuo Yanagawa

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1゜DNAもしくはDNA断片物の塩基配列を決定する
ためのオートラジオグラフィーにおける信号処理方法で
あって、該DNAもしくはDNA断片物と相補的な塩基
配列を有し、かつ放射性標識が付与されてなる、 1)少なくともグアニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成−物、 ?)少なくともアデニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 3)少なくともチミン特異的DNA合成物を含む塩基特
異的DNA合成物、 4)少なくともシトシン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 を含む少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物のそれ
ぞれが、支持媒体上に平行関係を以って一次元的に分離
展開されて形成された分離展開列の放射性標識物質群か
ら放出される放射線エネルギーを蓄積性蛍光体シートに
吸収させることによって、この蓄積性蛍光体シートに該
放射性標識物質群の位置情報を有するオートラジオグラ
フを蓄積記録したのち、該蓄積性蛍光体シートを電磁波
で走査して該オートラジオグラフを輝尽光として放出さ
せ、そしてこの輝尽光を光電的に読み出すことにより得
られるそれぞれの分離展開列のオートラジオグラフに対
応するデジタル信号について、 i)該分離展開列のそれぞれについて信号処理のための
走査方向を決定する工程、 ii)該分離展開列の走査方向上のサンプリング点を該
分離展開列のそれぞれについて検出する工程、 1ii)少なくとも該四群の分離展開列のそれぞれにつ
いて、走査方向上の対応する位置間でサンプリング点の
照合を行なうことにより、グアニン、アデニン、チミン
、シトシンのそれぞれの位置情報を得る工程、 を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理方法。 2゜上記DNAもしくはDNA断片物の塩基特異的DN
A合成物が、 1)グアニン特異的DNA合成物、 2)アデニン特異的DNA合成物、 3)チミン特異的DNA合成物、 4)シトシン特異的DNA合成物、 からなる少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のオート
ラジオグラフィーにおける信号処理方法。 3゜上記11)の工程において、走査方向において信号
レベルが極大となる全ての点を走査方向上のサンプリン
グ点とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のオートラジオグラフィーにおける信号処理方法。 4、DNAもしくはDNA断片物の塩基配列を決定する
ためのオートラジオグラフィーにおける信号処理方法で
あって、該DNAもしくはDNA断片物と相補的な塩基
配列を有し、かつ放射性標識が付与されてなる、 1)少なくともグアニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 2)少なくともアデニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 3)少なくともチミン特異的DNA合成物を含む塩基特
異的DNA合成物、 4)少なくともシトシン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 を含む少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物のそれ
ぞれが、支持媒体上にギー行関係を以って一次元的に分
離展開されて形成された分離展開列の放射性標識物質群
から放出される放射線エネルギーを蓄積性蛍光体シート
に吸収させることによって、°この蓄積性蛍光体シート
に該放射性標識物質群の位置情報を有するオートラジオ
グラフを蓄積記録したのち、該蓄積性蛍光体シートを電
磁波で走査して該オートラジオグラフを輝尽光として放
出させ、そしてこの輝尽光を光電的に読み出すことによ
り得られる、それぞれの分離展開列のオートラジオグラ
フに対応するデジタル信号につし1て、 i)該分離展開列のそれぞれについて信号処理のための
走査方向を決定する工程、 li)該分離展開列の走査方向上のサンプリング点を該
分離展開列のそれぞれについて検出する工程、 1ii)少なくとも該四群の分離展開列のそれぞれにつ
いて、走査方向上の対応する位置間でサンプリング点の
照合を行なうことにより、グアニン、アデニン、チミン
、シトシンのそれぞれの位置情報を得る工程、 を含む信号処理を行なうことにより、該DNAもしくは
DNA断片物の塩基配列を得るための信号処理を行ない
、一方では、該輝尽光を光電的に読み出すことにより得
られる該オートラジオグラフに対応する電気信号または
デジタル信号より該オートラジオグラフを可視画像とし
ても得ることからなるオートラジオグラフィーにおける
信号処理方法。 5゜上記DNAもしくはDNA断片物の塩基特異的DN
A合成物が、 l)グアニン特異的DNA合成物、 2)アデニン特異的DNA合成物、 3)チミン特異的DNA合成物、 4)シトシン特異的DNA合成物、 からなる少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のオート
ラジオグラフィーにおける信号処理方法。 6゜上記ii)の工程において、走査方向において信号
レベルが極大となる全ての点を走査方向上のサンプリン
グ点とすることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
のオートラジオグラフィーにおける信号処理方法。
[Scope of Claims] 1. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a DNA fragment, comprising a base sequence complementary to the DNA or DNA fragment, and a radioactive 1) A base-specific DNA compound containing at least a guanine-specific DNA compound, to which a label is attached. ) a base-specific DNA compound comprising at least an adenine-specific DNA compound; 3) a base-specific DNA compound comprising at least a thymine-specific DNA compound; 4) a base-specific DNA compound comprising at least a cytosine-specific DNA compound. Each of at least four groups of base-specific DNA compounds, including a compound, is released from a group of radiolabeled substances in a separation and development array formed by one-dimensional separation and development in a parallel relationship on a support medium. By absorbing radiation energy into the stimulable phosphor sheet, an autoradiograph having positional information of the radiolabeled substance group is stored and recorded on the stimulable phosphor sheet, and then the stimulable phosphor sheet is exposed to electromagnetic waves. With regard to the digital signals corresponding to the autoradiographs of each separated development column obtained by scanning the autoradiograph with a light source to emit photostimulated light and reading out this photostimulated light photoelectrically, i) the separated determining a scanning direction for signal processing for each of the expanded columns; ii) detecting sampling points in the scanning direction of the separated expanded columns for each of the separated expanded columns; 1ii) separation of at least the four groups. A signal processing method in autoradiography, comprising the step of obtaining positional information for each of guanine, adenine, thymine, and cytosine by matching sampling points between corresponding positions in the scanning direction for each of the development rows. 2゜Base-specific DNA of the above DNA or DNA fragment
A compound is a base-specific compound of at least four groups consisting of: 1) a guanine-specific DNA compound, 2) an adenine-specific DNA compound, 3) a thymine-specific DNA compound, and 4) a cytosine-specific DNA compound. The signal processing method in autoradiography according to claim 1, characterized in that the method comprises a DNA composite. 3. Signal processing in autoradiography according to claim 1, characterized in that in step 11), all points where the signal level is maximum in the scanning direction are taken as sampling points in the scanning direction. Method. 4. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a DNA fragment, which has a base sequence complementary to the DNA or DNA fragment and is provided with a radioactive label. 1) a base-specific DNA compound comprising at least a guanine-specific DNA compound; 2) a base-specific DNA compound comprising at least an adenine-specific DNA compound; 3) a base-specific DNA compound comprising at least a thymine-specific DNA compound. 4) a base-specific DNA compound comprising at least a cytosine-specific DNA compound; By causing the stimulable phosphor sheet to absorb the radiation energy emitted from the radiolabeled substance group in the separated and developed column formed by one-dimensional separation and development, the stimulable phosphor sheet After accumulating and recording an autoradiograph having positional information, the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to emit the autoradiograph as photostimulated light, and this photostimulated light is read out photoelectrically. For the obtained digital signal corresponding to the autoradiograph of each separated development column, i) determining a scanning direction for signal processing for each of said separation development column, li) said separation development column 1ii) Detecting sampling points in the scanning direction for each of the separation expansion columns; 1ii) By comparing sampling points between corresponding positions in the scanning direction for each of the four groups of separation expansion columns; , obtaining position information of each of guanine, adenine, thymine, and cytosine. 1. A signal processing method in autoradiography comprising obtaining the autoradiograph as a visible image from an electric signal or digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading out light. 5゜Base-specific DNA of the above DNA or DNA fragment
A compound is a base-specific compound of at least four groups consisting of: 1) a guanine-specific DNA compound, 2) an adenine-specific DNA compound, 3) a thymine-specific DNA compound, and 4) a cytosine-specific DNA compound. 5. The signal processing method in autoradiography according to claim 4, which comprises a DNA composite. 6. Signal processing in autoradiography according to claim 4, characterized in that in step ii), all points where the signal level is maximum in the scanning direction are taken as sampling points in the scanning direction. Method.
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