JPS61219862A - Autoradiograph analysis - Google Patents
Autoradiograph analysisInfo
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- JPS61219862A JPS61219862A JP6229985A JP6229985A JPS61219862A JP S61219862 A JPS61219862 A JP S61219862A JP 6229985 A JP6229985 A JP 6229985A JP 6229985 A JP6229985 A JP 6229985A JP S61219862 A JPS61219862 A JP S61219862A
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Abstract
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解析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 an autoradiographic analysis method.
[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またはその合成物
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支持
媒体上の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 radiolabel is added to a biologically derived polymeric substance such as a protein or a nucleic acid, and the radiolabeled polymeric substance, its derivative, its decomposed product, or its composite is separated using gel electrophoresis or other methods. By overlapping the gel-like support medium and a high-sensitivity X-ray film for a certain period of time, the film is exposed to light, and the radiolabeled substance on the support medium obtained from the exposed area is released. Based on the location information, the polymer substance can be separated and identified, or the molecular weight of the polymer substance,
Methods for evaluating characteristics 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、RNAなどの核酸の塩基配列決定に有効に利用され
ている。また、サザン・ブロッティング、ノアザン・ブ
ロッティング、ウェスタン・ブロッティングなどハリプ
リダイゼーション法を利用する遺伝子のスクリーニング
においても不可欠の手段となっている。Particularly in recent years, autoradiography has been
A, it is effectively used for determining the base sequence of nucleic acids such as RNA. It is also an indispensable tool for gene screening using halipridization methods such as Southern blotting, Northern blotting, and Western blotting.
本出願人は、オートラジオグラフィーにおいて上記放射
線フィルムを用いる従来の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方
法について既に特許出願している(特開昭59−830
57号、特開昭60−10174号、特願昭58−17
3393号)、蓄積性蛍光体シートは輝尽性蛍光体から
なるものであり、放射線エネルギーを該蛍光体シートの
輝尽性蛍光体に吸収させたのち、可視乃至赤外領域の電
磁波(励起光)で励起することにより、放射線エネルギ
ーを蛍光として放出させることができるものである。こ
の方法によれば、露光時間を大幅に短縮化することがで
き、また従来より問題となっていた化学カブリ等が発生
することがない、さらに、放射性標識物質のオートラジ
オグラフは、一旦放射線エネルギーとして蛍光体シート
に蓄積されたのち輝尽光として時系列的に読み出される
から、画像のほかに記号、数値など任意の形で表示記録
することが可能である。The applicant has already filed a patent application for a method of utilizing a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet in place of the conventional radiography method using the above-mentioned radiation film in autoradiography (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59/1999). -830
No. 57, JP 60-10174, Patent Application 1982-17
3393), a stimulable phosphor sheet is made of a stimulable phosphor, and after radiation energy is absorbed by the stimulable phosphor of the phosphor sheet, electromagnetic waves in the visible to infrared region (excitation light ) can emit radiation energy as fluorescence. According to this method, exposure time can be significantly shortened and chemical fog, which has been a problem in the past, does not occur.Furthermore, autoradiographs of radioactively labeled substances can be produced by Since the light is stored in a phosphor sheet and then read out in time series as photostimulated light, it is possible to display and record it in any form such as symbols and numbers in addition to images.
従来より、オートラジオグラフの解析をしようとする者
は、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、支持媒体上の放射性標識物質の分
布を検知し、放射性標識が付与された特定物質について
の位置情報(およびそれに基づいた各種の情報、すなわ
ち高分子物質の同定、その分子量、特性の評価など)の
知見を得ている。たとえば、DNAの塩基配列は、放射
性標識の付与された塩基特異的DNA断片物もしくはそ
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断片物の分離展開列を
相互に比較することにより決定されている。よって、オ
ートラジオグラフの解析には多大な時間と労力が費され
ている。Traditionally, those who wish to analyze autoradiographs have been able to detect the distribution of radiolabeled substances on the support medium by visually judging the visualized autoradiographs and detecting the distribution of radiolabeled substances on the support medium. We have obtained knowledge of location information (and various information based on it, such as identification of polymeric substances, evaluation of their molecular weights and properties, etc.) for specific substances. For example, the DNA base sequence can be determined by visually determining the separation position for each base-specific DNA fragment or mixture thereof that has been given a radioactive label, and by mutually comparing the separation and development positions of the base-specific DNA fragments. It is determined by comparing the Therefore, a great deal of time and effort is spent on analyzing autoradiographs.
また、人間の目に依存しているため、オートラジオグラ
フを解析して得られる位置情報が解析者によって異なる
など得られる情報の精度には限界がある。Furthermore, since it relies on the human eye, there are limits to the accuracy of the information obtained, such as the positional information obtained by analyzing an autoradiograph differing depending on the analyst.
そこで、本出願人は、支持媒体上において少なくとも一
次元的方向に分布された放射性標識物質のオートラジオ
グラフをデジタル信号として得たのち、このデジタル信
号に適当な信号処理を施すことにより、放射性標識物質
の位置情報を所望の記号および/または数値として自動
的に得る方法についても既に特許出願している(特開昭
59−126527号、特開昭59−126278号等
)、オートラジオグラフに対応するデジタル信号は、従
来の放射線フィルムを利用する場合には、一旦オートラ
ジオグラフを該フィルム上に可視画像化したのち、反射
光または透過光を利用して光電的に読み取ることにより
得られる。また、蓄積性蛍光体シートを用いる場合には
、オートラジオグラフが蓄積記録された蛍光体シートを
直接に読み出すことにより得られる。Therefore, the present applicant obtained an autoradiograph of a radiolabeled substance distributed in at least one dimension on a support medium as a digital signal, and then subjected this digital signal to appropriate signal processing to obtain a radiolabeled substance. We have already filed a patent application for a method for automatically obtaining positional information of substances as desired symbols and/or numerical values (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-126527, 1982-126278, etc.), which is compatible with autoradiographs. When a conventional radiographic film is used, the digital signal is obtained by first visualizing the autoradiograph on the film and then reading it photoelectrically using reflected or transmitted light. When a stimulable phosphor sheet is used, an autoradiograph can be obtained by directly reading out the phosphor sheet on which the stimulable phosphor sheet has been stored.
本発明者は、蛋白質の微量分析、核酸の塩基配列決定な
どに利用されているオートラジオグラフ測定について各
種の研究を行なった結果、支持媒体上に分離展開された
検知対象である放射性標識物質のオートラジオグラフに
は、通常、種々多様な歪みあるいは不純物によるノイズ
が発生することを見い出した。A体的には、露光時にお
ける感光材料と支持媒体との位置合せが不十分であるた
めに生じる分離展開パターン全体の歪み、分離展開条件
が一定でなかったり、支持媒体が均一でないなどのため
に生じる分離展開列の蛇行およびスマイリング現象の発
生、試料の支持媒体への付着操作に依存して発生するオ
フセット歪み、そして放射性不純物から放出される放射
線または自然放射線によるノイズの発生などが挙げられ
る。As a result of various studies on autoradiographic measurements used for microanalysis of proteins, base sequencing of nucleic acids, etc., the present inventor discovered that radiolabeled substances to be detected separated and developed on a support medium It has been found that autoradiographs usually contain noise due to various distortions or impurities. Physically, distortion of the entire separation development pattern occurs due to insufficient alignment between the photosensitive material and the support medium during exposure, the separation development conditions are not constant, the support medium is not uniform, etc. These include the occurrence of meandering and smiling phenomena in the separation/deployment column, offset distortion that occurs depending on the attachment of the sample to the support medium, and the occurrence of noise due to radiation emitted from radioactive impurities or natural radiation.
[発明の要旨]
本発明者は、支持媒体上に分離展開された放射性標識物
質の二次元的な位置情報を有するオートラジオグラフを
解析する方法において、スマイリング現象およびオフセ
ット歪みが生じている分離展開パターンであっても、そ
のオートラジオグラフに対応するデジタル信号の信号処
理を完全に自動化するのではなく、解析のために必要な
情報を適宜入力し、この入力情報に基づく信号処理の各
段階で画像表示させることにより、所望とする位置情報
を高精度で得ることを実現した。[Summary of the Invention] The present inventor has proposed a method for analyzing an autoradiograph having two-dimensional positional information of a radiolabeled substance separated and developed on a support medium, in which a smiling phenomenon and an offset distortion occur. Even if it is a pattern, the signal processing of the digital signal corresponding to the autoradiograph is not completely automated, but the information necessary for analysis is input as appropriate, and each stage of signal processing based on this input information is By displaying images, it was possible to obtain desired position information with high accuracy.
すなわち、本発明は、支持媒体上に分離展開された放射
性標識物質の二次元的な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について信号処理を行な
うことにより、放射性標識物質の位置情報を記号および
/または数値として得ることからなる該オートラジオグ
ラフの解析方法において、
1)デジタル信号に基づいてオートラジオグラフを電気
的に画像表示する工程、
2)この表示画像から決定された放射性標識物質の分離
展開列に関する入力情報に基づいて、分離展開列に沿っ
た一定範囲の信号を抽出する工程、
3)抽出された信号について一次元の信号処理を行なう
ことにより、分離展開部位を決定したのち1重畳表示す
る工程、
4)分離展開部位に相当する信号について、表示画像か
ら決定された一つの分離展開部位の位置に関する入力情
報に基づいて、分離展開距離の補正を行なったのち、重
畳表示する工程、および5)分離展開距離の補正が行な
われた信号について、表示画像から決定された一つの分
離展開部位の位置に関する入力情報に基づいて、分離展
開の開始位置の補正を行なう工程、
を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析方法を
提供するものである。That is, the present invention performs signal processing on a digital signal corresponding to an autoradiograph having two-dimensional positional information of a radiolabeled substance separated and developed on a support medium, thereby converting the positional information of a radiolabeled substance into a symbol. and/or obtain numerical values, the autoradiograph analysis method comprises: 1) electrically displaying the autoradiograph as an image based on the digital signal; 2) radiolabeled substances determined from the displayed image; 3) a step of extracting a signal in a certain range along the separation and expansion sequence based on input information regarding the separation and expansion sequence; 3) determining the separation and expansion region by performing one-dimensional signal processing on the extracted signal; 4) A step of superimposing and displaying the signal corresponding to the separated deployment site after correcting the separation deployment distance based on input information regarding the position of one separated deployment site determined from the display image. and 5) correcting the start position of separation development based on input information regarding the position of one separation development site determined from the display image, for the signal whose separation development distance has been corrected. The present invention provides an autoradiograph analysis method characterized by the following.
また、本発明は、上記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信号処理を行なうことにより、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
て得ることからなる該オートラジオグラフの解析方法に
おいて、
1)デジタル信号に基づいてオートラジオグラフを電気
的に画像表示する工程、
2)この表示画像から決定された放射性標識物質の分離
展開列に関する入力情報に基づいて、分離展開列に沿っ
た一定範囲の信号を抽出する工程。The present invention also provides a method for analyzing an autoradiograph, which comprises obtaining positional information of a radiolabeled substance as a symbol and/or numerical value by performing signal processing on a digital signal corresponding to the autoradiograph. 1) electrically displaying an image of the autoradiograph based on a digital signal; 2) a certain range along the separation line of the radiolabeled substance based on input information regarding the separation line of the radiolabeled substance determined from the displayed image; The process of extracting the signal.
3)抽出された信号について一次元の信号処理を行なう
ことにより、分離展開距離を決定したのち、重畳表示す
る工程、
4)分離展開部位に相当する信号について、表示画像か
ら決定された一つの分離展開部位の位置に関する入力情
報に基づいて、分離展開の開始位置の補正を行なったの
ち、重畳表示する工程、および
5)分離展開の開始位置の補正が行なわれた信号につい
て、表示画像から決定された一つの分離展開部位の位置
に関する入力情報に基づいて1分離展開距離の補正を行
なう工程、
を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析方法を
も提供するものである。3) Performing one-dimensional signal processing on the extracted signals to determine the separation development distance, and then displaying the separation in a superimposed manner; 4) One separation determined from the display image for the signal corresponding to the separation development region. 5) correcting the starting position of separation deployment based on the input information regarding the position of the deployment site, and then displaying it in a superimposed manner; The present invention also provides an autoradiograph analysis method comprising: correcting a one-separation deployment distance based on input information regarding the position of one separation deployment site.
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、支持媒体上に存在する放射性
物質の集合体の存在位置、濃度1分布、およびこれらに
基づく放射性物質の同定、試料の同定などからなる情報
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。In the present invention, "position information" refers to various types of information centering on the position of radiolabeled substances or their aggregates in a sample, such as the location and concentration of radioactive substance aggregates on a support medium. 1 distribution, identification of radioactive substances, identification of samples, etc. based on these, and various information obtained as one or any combination of information.
[発明の効果]
本発明の方法は、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
位置情報を半自動的に所望の記号および/または数値と
して得るものである。そして、上記信号処理回路におい
て、この記号および/または数値で表わされる位置情報
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、半自動的に所望の情報、たとえばDNAの塩
基配列を決定することができるものである。[Effects of the Invention] The method of the present invention semi-automatically obtains position information of a radiolabeled substance by passing a digital signal corresponding to an autoradiograph of the radiolabeled substance through an appropriate signal processing circuit having a signal processing function. It is obtained as a desired symbol and/or numerical value. The signal processing circuit then semi-automatically determines desired information, such as the base sequence of DNA, by further applying appropriate arithmetic processing and other related information to the positional information represented by symbols and/or numerical values. It is something that can be done.
一般に、前述の各種の歪みまたはノイズの発生したオー
トラジオグラフを解析するに出たって、それに対応する
デジタル画像データ上で歪みまたはノイズを自動認識し
て補正を加えるためには、高速かつ大容量の自動電子計
算機を必要とし、またその解析結果が必ずしも高い精度
を有するとは保証しがたい。In general, when analyzing autoradiographs with the various types of distortions or noises mentioned above, it is necessary to automatically recognize and correct distortions or noises on the corresponding digital image data using a high-speed, large-capacity computer. It requires an automatic electronic computer, and it is difficult to guarantee that the analysis results will always have high accuracy.
本発明の方法によれば、放射線フィルム、蓄積性蛍光体
シート等の感光材料を読み出して得られたオートラジオ
グラフに対応するデジタル信号を完全自動的に信号処理
して解析を行なうのではなく、上記種々の歪みについて
の必要な情報を与え、この情報に基づいて適切かつ効率
の良い信号処理が行なわれることにより、従来の解析者
の手による場合に要していた時間、労力の大幅な短縮を
可能とすると同時に、解析を完全自動化した場合よりも
高い精度でかつ高効率で解析することを可能とするもの
である。換言すれば、解析操作を半自動化することによ
り、高い信頼性をもって、所望とする位置情報を簡易に
得ることができる。According to the method of the present invention, rather than completely automatically processing and analyzing digital signals corresponding to autoradiographs obtained by reading out photosensitive materials such as radiation films and stimulable phosphor sheets, By providing the necessary information about the various distortions mentioned above and performing appropriate and efficient signal processing based on this information, the time and labor required in the conventional case manually by analysts can be significantly reduced. At the same time, it makes it possible to perform analysis with higher accuracy and efficiency than if the analysis were completely automated. In other words, by semi-automating the analysis operation, desired position information can be easily obtained with high reliability.
すなわち、信号処理の各段階において処理に先立って必
要な情報を与える際に、デジタル信号に基づくオートラ
ジオグラフがCRTなどにより画像表示されるために、
解析者は必要な情報をこの表示画像から判断して与える
ことができる。特に、支持媒体上の放射性標識物質の分
離展開列は電気泳動等の分離展開条件、支持媒体の個体
差、露光条件などにより蛇行していることが多い、また
、各分離展開部位の大きさ、形状、中心位置等も個々に
違っている。従って、デジタル信号処理に先立って2分
離展開列についての情報を入力することにより、分離展
開部位の、決定など以降の信号処理を精度高く行なうこ
とができる。That is, when providing necessary information prior to processing at each stage of signal processing, an autoradiograph based on a digital signal is displayed as an image on a CRT or the like.
The analyst can judge and provide necessary information from this displayed image. In particular, the separation and development array of radiolabeled substances on the support medium often meander due to separation and development conditions such as electrophoresis, individual differences in the support medium, exposure conditions, etc. Also, the size of each separation and development site, The shape, center position, etc. are also different. Therefore, by inputting information about the two-separation development sequence prior to digital signal processing, subsequent signal processing such as determination of the separation development region can be performed with high accuracy.
また、信号処理の各段階において信号処理されたデジタ
ル画像データを、信号処理前のオートラジオグラフに重
ねて表示することができるから、解析者はこの表示画像
から判断して更に必要な信号処理の実行を命することが
できる。たとえば、電気泳動法等の分離展開方法を利用
した場合には一般に、分離展開過程における放熱(いわ
ゆるエツジ効果)などにより、支持媒体の中央部の列の
分離展開距離に比べて両端部の列の分離展開距離が短く
なる現象(スマイリング現象)が生じがちである0本発
明の方法によれば1分離展開列ごとに任意の一つの分離
展開部位の位置についての情報を入力することにより、
このスマイリング現象に対する補正を簡単かつ高精度で
行なうことができる。In addition, the digital image data that has been signal-processed at each stage of signal processing can be displayed overlaid on the autoradiograph before signal processing, allowing the analyst to judge from this displayed image what further signal processing is necessary. You can order the execution. For example, when a separation and development method such as electrophoresis is used, the separation and development distance of the rows at both ends of the support medium is generally longer than the separation and development distance of the rows at the center of the support medium due to heat dissipation during the separation and development process (so-called edge effect). According to the method of the present invention, by inputting information about the position of any one separation development site for each separation development row,
Correction for this smiling phenomenon can be performed easily and with high precision.
さらに、ゲル媒体など支持媒体の上端に設けられた多数
のスロット(試料の注入口)の形状(凹みの大きさ)が
完全に同一ではなく個々に異なっていたり、試料を支持
媒体に付着させる際に付着位置が相互にずれたり、ある
いは試料注入直前における支持媒体の尿素の洗い出しが
不十分であることにより試料の支持媒体への浸入速度が
異なったりする場合がある。その結果、試料の分離展開
の開始位置または開始時点が各列で異なるために列間相
互の位置ズレ(いわゆるオフセット歪み)が生じがちで
ある0本発明の方法によれば、分離展開列の開始位置に
ついての情報を入力することにより、このオフセット歪
みに対する補正も簡単かつ高精度で行なうことができる
。Furthermore, the shapes (sizes of recesses) of the numerous slots (sample injection ports) provided at the upper end of support media such as gel media are not completely the same, but may differ from each other, and when attaching the sample to the support medium, The adhesion positions of the samples may be shifted from each other, or the rates at which the sample penetrates the support medium may differ due to insufficient washing of urea from the support medium immediately before sample injection. As a result, since the starting position or start time of the separation and development of the sample is different in each row, mutual positional deviation between the rows (so-called offset distortion) tends to occur. By inputting information about the position, correction for this offset distortion can be performed easily and with high precision.
そして、本発明においては、上記スマイリング現象に対
する補正およびオフセット歪みに対する補正のどちらを
先に行なっても所望の位置情報を高精度で得ることがで
きる。According to the present invention, desired position information can be obtained with high precision regardless of which of the above-mentioned smile phenomenon correction and offset distortion correction is performed first.
これらに加えて、信号処理の各段階で信号処理されたデ
ジタル画像データを画面上に表示することができるから
、解析が好適に行なわれているか否かを信号処理の各段
階で確認することが可能である。特に、解析者は最終的
に信号処理して得られた放射性標識物質の位置情報と画
像表示されたオートラジオグラフとを比較確認すること
ができ、解析の最終結果を得る前に人為的に部分修正を
行なう機会が与えられる。In addition, the digital image data processed at each stage of signal processing can be displayed on the screen, making it possible to check at each stage of signal processing whether or not the analysis is being performed appropriately. It is possible. In particular, the analyst can compare and confirm the positional information of the radiolabeled substance obtained through signal processing and the autoradiograph displayed as an image. You will be given an opportunity to make corrections.
従って1本発明においては、オートラジオグラフ解析の
ためのデジタル信号処理を半自動化して、その処理機能
を好適に制御、?A節できることから、高い信頼度をも
ってオートラジオグラフ解析を実施することができる。Therefore, in the present invention, the digital signal processing for autoradiographic analysis is semi-automated, and the processing function is suitably controlled. Since Section A can be performed, autoradiographic analysis can be performed with high reliability.
[発明の構成]
本発明において分離展開の対象とされる試料としては、
たとえば放射性標識を有する蛋白質、核酸、それらの誘
導体、それらの分解物、合成物のような生物体由来の高
分子物質を挙げることができる。放射性標識は、これら
の物質に適当な方法で32p、lAC,篤S、コH,あ
Iなどの放射性同位元素を保持させることによって付与
される。試料がこれらの生体高分子物質である場合には
、本発明の方法はその分離、および分子量1分子構造等
に関する同定の手段として有効に利用することができる
。ただし、本発明のオートラジオグラフ解析の対象とな
る物質はこれらの高分子物質に限定されるものではない
。[Structure of the Invention] Samples to be separated and developed in the present invention include:
Examples include macromolecular substances derived from living organisms such as proteins, nucleic acids, derivatives thereof, decomposition products thereof, and synthetic products having radioactive labels. Radioactive labels are imparted by allowing these substances to retain radioactive isotopes such as 32p, lAC, Atsushi, CoH, Al, etc. in an appropriate manner. When the sample is one of these biopolymer substances, the method of the present invention can be effectively used as a means for separating the substance and identifying its single molecular structure. However, the substances to be subjected to the autoradiographic analysis of the present invention are not limited to these polymer substances.
試料である放射性標識物質はゲル状支持媒体など公知の
各種の支持媒体を用いて、電気泳動法、薄層クロマトグ
ラフィー、カラムクロマトグラフィー、ペーパークロマ
トグラフィーなど種々の分離展開方法により支持媒体上
に分離展開される。The radiolabeled substance as a sample is separated on the support medium by various separation and development methods such as electrophoresis, thin layer chromatography, column chromatography, and paper chromatography using various known support media such as gel support media. Be expanded.
次に、放射性標識物質が分離展開された支持媒体につい
て、従来の写真感光材料を用いる放射線写真法により、
あるいは蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像変換方法
によりそのオートラジオグラフが得られ、次いで適当な
読取り(読出し)系を介して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が得られる。Next, the support medium on which the radiolabeled substance has been separated and developed is subjected to radiography using a conventional photographic material.
Alternatively, an autoradiograph thereof is obtained by a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet, and then a digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance is obtained via an appropriate readout system.
前者の放射線写真法を利用する場合には、まず支持媒体
とX線フィルム等の写真感光材料とを低温(−90〜−
70℃)で長時間(数十時間)重ね合わせて放射線フィ
ルムを感光させたのち、現像して放射性標識物質のオー
トラジオグラフを放射線フィルム上に可視画像化する0
次いで、画像読取装置を用いて放射線フィルム上に可視
化されたオートラジオグラフを読み取る。たとえば、放
射線フィルムに光ビームを照射してその透過光または反
射光を光電的に検出することにより、オートラジオグラ
フは電気信号として得られる。さらに、この電気信号を
A/D変換することにより、オートラジオグラフに対応
するデジタル信号を得ることができる。When using the former radiographic method, first the support medium and the photographic material such as X-ray film are heated at a low temperature (-90 to -
The radiographic film is exposed to light by overlapping at 70℃ for a long time (several tens of hours), and then developed to create a visible image of the autoradiograph of the radiolabeled substance on the radiographic film.
The autoradiograph visualized on the radiographic film is then read using an image reading device. For example, an autoradiograph is obtained as an electrical signal by irradiating a radiation film with a light beam and photoelectrically detecting the transmitted or reflected light. Furthermore, by A/D converting this electrical signal, a digital signal corresponding to an autoradiograph can be obtained.
後者の放射線像変換方法を利用する場合には、まず、支
持媒体と蓄積性蛍光体シートとを常温で短時間(数秒〜
数十分間)重ね合わせて蛍光体シートに放射性標識物質
から放出される放射線エネルギーを蓄植させることによ
り、そのオートラジオグラフを蛍光体シートに一種の潜
像として記録する。ここで、蓄積性蛍光体シートは、た
とえばプラスチックフィルムからなる支持体、二価ユー
ロピウム賦活弗化臭化バリウム(BaFBr:Eu2°
)等の輝尽性蛍光体からなる蛍光体層、および透明な保
護膜がこの順に積層されたものである。蓄積性蛍光体シ
ートに含有されている輝尽性蛍光体は、X線等の放射線
が照射されるとその放射線エネルギーを吸収して蓄積し
、そののち可視乃至赤外領域の光で励起すると蓄積して
いた放射線エネルギーを輝尽光として放出するという特
性を有する。When using the latter radiation image conversion method, first, the support medium and stimulable phosphor sheet are heated at room temperature for a short period of time (several seconds to
The autoradiograph is recorded as a kind of latent image on the phosphor sheet by overlapping the phosphor sheets (for several tens of minutes) and storing the radiation energy emitted from the radiolabeled substance in the phosphor sheet. Here, the stimulable phosphor sheet includes a support made of, for example, a plastic film, divalent europium activated barium fluoride bromide (BaFBr:Eu2°
) and a transparent protective film are laminated in this order. The stimulable phosphor contained in the stimulable phosphor sheet absorbs and accumulates radiation energy when it is irradiated with radiation such as X-rays, and then accumulates when excited with light in the visible to infrared region. It has the property of emitting radiation energy as photostimulated light.
次いで、読出装置を用いて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読み出す、具体的には、
たとえば蛍光体シートをレーザー光°で走査して放射線
エネルギーを輝尽光として放出させ、この輝尽光を光電
的に検出することにより、放射性標識物質のオートラジ
オグラフは可視画像化することなく直接に電気信号とし
て得られる。さらに、この電気信号をA/D変換するこ
とにより、オートラジオグラフに対応するデジタル信号
を得ることができる。Next, the autoradiograph stored and recorded on the stimulable phosphor sheet is read out using a reading device, specifically,
For example, by scanning a phosphor sheet with a laser beam to emit radiation energy as photostimulated light, and then detecting this photostimulated light photoelectrically, an autoradiograph of a radiolabeled substance can be directly obtained without creating a visible image. obtained as an electrical signal. Furthermore, by A/D converting this electrical signal, a digital signal corresponding to an autoradiograph can be obtained.
なお、上記いずれの方法においてもオートラジオグラフ
の読取り(または読出し)は、放射線フィルム(または
蓄積性蛍光体シート)の全面に亘って行なう必要はなく
、画像領域のみについて行なうことも勿論可能である。Note that in any of the above methods, it is not necessary to read (or read out) the autoradiograph over the entire surface of the radiation film (or stimulable phosphor sheet), and it is of course possible to perform it only on the image area. .
得られたデジタル信号nxyは、放射線フィルム(また
は蛍光体シート)に固定された座標系で表わされた座標
(x 、 y)とその座標における信号のレベル(Z)
とからなる、信号のレベルはその座標における画像濃度
、すなわち放射性標識物 ・質の量を表わしている。従
って、一連のデジタル信号(すなわち、デジタル画像デ
ータ)は放射性標識物質の二次元的な位置情報を有して
いる。The obtained digital signal nxy consists of the coordinates (x, y) expressed in the coordinate system fixed to the radiation film (or phosphor sheet) and the signal level (Z) at those coordinates.
The level of the signal represents the image density at that coordinate, that is, the amount of radioactive label. Therefore, the series of digital signals (ie, digital image data) has two-dimensional positional information of the radiolabeled substance.
上述のオートラジオグラフ測定操作およびオートラジオ
グラフに対応するデジタル信号を得る方法の詳細につい
ては、前記特開昭59−83057号、特開昭59−1
26527号、特開昭59−126278号等の各公報
に記載されている。For details of the above-mentioned autoradiograph measurement operation and method of obtaining a digital signal corresponding to the autoradiograph, see the above-mentioned JP-A-59-83057 and JP-A-59-1.
It is described in various publications such as No. 26527 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-126278.
なお、上記においては、支持媒体上に分離展開された放
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
信号を得る方法として、従来の放射線写真法および放射
線像変換方法を利用する方法について述べたが、これら
の方法に限定されるものではなく、それ以外の如何なる
方法により得られたデジタル信号であっても放射性標識
物質のオートラジオグラフと対応関係がある限り、本発
明の解析方法を適用することが可能である。In the above, a method using conventional radiography and radiographic image conversion methods was described as a method for obtaining a digital signal corresponding to an autoradiograph of a radiolabeled substance separated and developed on a support medium. The analysis method of the present invention is not limited to these methods, and the analysis method of the present invention can be applied to digital signals obtained by any other method as long as there is a correspondence with the autoradiograph of the radiolabeled substance. It is possible.
このようにして得られた支持媒体上に分離展開された放
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
信号には、以下に述べるような本発明の方法により信号
処理が施されて、そのオートラジオグラフの解析が実施
される。The digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance separated and developed on the support medium thus obtained is subjected to signal processing by the method of the present invention as described below, and the autoradiograph is An analysis of the graph is performed.
本発明の方法を用いたオートラジオグラフ解析の実施態
様を、DNAの塩基配列決定を例にとって説明する。An embodiment of autoradiographic analysis using the method of the present invention will be described using DNA base sequencing as an example.
以下の四種類の放射性標識が付与された塩基特異的DN
A断片物の混合物が電気泳動によりゲル支持媒体上に分
離展開されてなる試料について。Base-specific DNA labeled with the following four types of radioactive labels
Regarding a sample in which a mixture of A fragments is separated and developed on a gel support medium by electrophoresis.
蓄積性蛍光体シートを用いた放射線像変換方法により、
あるいは写真感光材料を用いた放射線写真法により、そ
のオートラジオグラフをデジタル信号として得る。By using a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet,
Alternatively, the autoradiograph is obtained as a digital signal by radiography using a photographic material.
1)グアニン(G)特異的DNA断片物2)アデニン(
A)特異的DNA断片物3)チミン(T)特異的DNA
断片物
4)シトシン(C)特異的DNA断片物ここで、各塩基
特異的DNA断片物は、塩基特異的に切断分解もしくは
合成された、すなわち末端の塩基を同じくする種々の長
さのDNA断片物からなる。1) Guanine (G) specific DNA fragment 2) Adenine (
A) Specific DNA fragment 3) Thymine (T) specific DNA
Fragment 4) Cytosine (C)-specific DNA fragment Here, each base-specific DNA fragment is a DNA fragment of various lengths that has been cleaved, degraded, or synthesized in a base-specific manner, that is, has the same terminal base. consists of things.
デジタル信号は、信号処理回路において−Hメモリ(バ
ッファーメモリ、または磁気ディスク等の不揮発性メモ
リ)に記憶される。The digital signal is stored in a -H memory (buffer memory or nonvolatile memory such as a magnetic disk) in the signal processing circuit.
まず、このデジタル信号に基づいて、信号処理回路に接
続されたCRTなどの表示装置により、第1図に示すよ
うに解析対象のオートラジオグラフを画像表示する。デ
ジタル信号には予め、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)を行なっておいてもよい0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。First, based on this digital signal, a display device such as a CRT connected to a signal processing circuit displays an image of the autoradiograph to be analyzed as shown in FIG. The digital signal may be subjected to signal processing (image processing) in advance to obtain a visible image with appropriate density and contrast and excellent observation and interpretation performance. Examples of image processing include spatial frequency processing, Examples include adjustment processing, averaging processing, reduction processing, and enlargement processing.
第1図は、上記四種類の塩基特異的DNA断片物が四個
のスロットに電気泳動されてなる泳動パターンのオート
ラジオグラフを示す。FIG. 1 shows an autoradiograph of the electrophoresis pattern obtained by electrophoresing the above-mentioned four types of base-specific DNA fragments into four slots.
次に、各泳動列(レーン)を決定し、デジタル画像デー
タの一次元化が行なわれる。Next, each electrophoresis row (lane) is determined, and the digital image data is made one-dimensional.
なお、このとき画像表示された泳動パターン全体が、第
1図に示すように、露光操作時の位置合せのズレ(レジ
ストレーション不整)などのために傾斜している場合に
は、予めパターンを回転することにより正立像(第2図
参照)とすることができる。If the entire electrophoretic pattern displayed as an image at this time is tilted due to misalignment during the exposure operation (registration irregularity), as shown in Figure 1, rotate the pattern in advance. By doing so, an erect image (see FIG. 2) can be obtained.
第2図は、パターンの回転処理が施された泳動パターン
の例を示す、後述するように、泳動パターンにはオフセ
ット歪みおよびスマイリング現象が発生している。FIG. 2 shows an example of an electrophoretic pattern that has been subjected to a pattern rotation process.As will be described later, offset distortion and a smiling phenomenon have occurred in the electrophoretic pattern.
パターンの回転は、たとえば、表示画面に基づき、必要
な回転量(角度、方向)についての情報がオペレータに
より信号処理回路に入力されたのち、この入力情報に基
づいてパターン回転のための信号処理をすることにより
行なわれる。情報の入力はキーボード操作、ジョイステ
ィック操作または画面上でライトペン等の入力部材を用
いた操作により行なうことができる。具体的には、入力
値に基づいてデジタル信号DXFに座標回転処理(X→
X′、 y+y ’)を施して、デジタル信号I)’x
yに変換する。パターン回転がなされたデジタル信号D
′8.に基づく泳動パターン(正立像)をオリジナルパ
ターンとして画像表示する。To rotate a pattern, for example, the operator inputs information about the required amount of rotation (angle, direction) to a signal processing circuit based on the display screen, and then performs signal processing for pattern rotation based on this input information. It is done by doing. Information can be input by keyboard operation, joystick operation, or operation using an input member such as a light pen on the screen. Specifically, the digital signal DXF is subjected to coordinate rotation processing (X →
X', y+y') to create a digital signal I)'x
Convert to y. Digital signal D after pattern rotation
'8. The electrophoresis pattern (erect image) based on the image is displayed as an original pattern.
この正立像について画面上でカーソル線を表示し、この
カーソル線を利用して各スロットのレーンについての情
報の入力が行なわれる。まずオペレータにより、表示さ
れたカーソル線が一つのレーンに重畳するように移動さ
れる。カーソル線の移動は、たとえばキーボード操作、
ジョイスティック操作または画面上でのタッチペン操作
により行なうことができる。この際に、カーソル線を点
滅させるか、画像と異なる色で表示することによりレー
ンと区別できるようにされているのが好ましい、移動さ
れたカーソル線はレーン上部(レーンの中央付近より泳
動開始位置に近い領域)の直線部分に合致するように固
定される。カーソル線がレーン上の各泳動部位(バンド
)のほぼ中央点を通っている場合に、キー操作によりこ
の固定されたカーソル線の位置に泳動列が存在するとの
情報が処理回路に入力される。A cursor line is displayed on the screen for this erect image, and information about the lane of each slot is input using this cursor line. First, the operator moves the displayed cursor lines so that they overlap on one lane. To move the cursor line, use the keyboard, for example.
This can be done by joystick operation or touch pen operation on the screen. At this time, it is preferable to make the cursor line blink or display it in a different color from the image so that it can be distinguished from the lane. (area close to ). When the cursor line passes through approximately the center of each electrophoresis region (band) on the lane, information indicating that an electrophoresis column exists at the fixed position of the cursor line is input to the processing circuit by key operation.
第3図(a)に示すように、レーンlがまっすぐではな
く蛇行しているためにカーソル線2がレーンに完全に合
致しない場合には、画面上でカーソル線の修正を行ない
、レーン情報を入力する。As shown in Fig. 3(a), if the cursor line 2 does not match the lane completely because the lane l is not straight but meandering, the cursor line is corrected on the screen and the lane information is displayed. input.
なお、第3図(a)および(b)はそれぞれ、画像表示
されたレーンの一例を示す。Note that FIGS. 3(a) and 3(b) each show an example of the lane displayed as an image.
たとえばキーボード操作により行なう場合には、まずカ
ーソル線2がレーン1に一致する最下位置3を認識させ
たのち、この位置までのカーソル線分を固定させる0次
いで、カーソル点4を不一致の位置までカーソル線上を
X方向に移動させ、次いでそのy座標を変えずにカーソ
ル点をX方向に移動させたのちカーソル点を固定する。For example, when performing this by keyboard operation, first recognize the lowest position 3 where cursor line 2 matches lane 1, then fix the cursor line segment up to this position. Move the cursor on the line in the X direction, then move the cursor point in the X direction without changing the y coordinate, and then fix the cursor point.
この入力操作により、第3図(b)に示すように。By this input operation, as shown in FIG. 3(b).
画面上には、部位M3とこの固定されたカーソル点位置
とを直線で結んだ新たなカーソル線分が表示される。こ
の操作を適当な長さで区切って繰り返し、レーン全体に
わたって各カーソル線分がバンドのほぼ中央点を通過し
ている場合には、最終的に得られたカーソル線の位置に
泳動列が存在するとの情報が入力される。あるいは1画
面上で不一致の領域にある各バンドの中央点にタッチペ
ンを接触させるなどの操作によっても、カーソル線の修
正を行なうことができる。A new cursor line segment connecting part M3 and this fixed cursor point position with a straight line is displayed on the screen. If this operation is repeated with sections of appropriate length and each cursor line segment passes through approximately the center point of the band over the entire lane, it is determined that an electrophoresis column exists at the position of the final cursor line. information is input. Alternatively, the cursor line can also be corrected by touching the center point of each band in a mismatched area on one screen with a touch pen.
このレーン情報に基づいて、各レーンに沿った一定範囲
のデジタル信号を抽出する。具体的には、カーソル線と
合致するデジタル信号またはカーソル線から一定幅の領
域にあるデジタル信号を抽出する。すなわち、レーン情
報に基づいたある一定の(x’、y’)座標を有するデ
ジタル信号D”XFのみを抽出する。Based on this lane information, a certain range of digital signals along each lane is extracted. Specifically, a digital signal that matches the cursor line or a digital signal that is within a certain width area from the cursor line is extracted. That is, only the digital signal D''XF having certain (x', y') coordinates based on the lane information is extracted.
この抽出デジタル信号D″xyは、スロットの番号(n
)と泳動座標(y”)からなる信号D″。yで表わすこ
とができる。すなわち、スロットが決まれば泳動座標(
y”)のみで表わすことができ、(x’、y’)からな
る二次元情報を有していたデジタル画像データは各レー
ンについて一次元化されたことになる。従って、この信
号処理により泳動パターンの代表的プロファイルが得ら
れる。This extracted digital signal D″xy is the slot number (n
) and the migration coordinate (y”). It can be expressed as y. In other words, once the slot is determined, the migration coordinates (
The digital image data, which could be represented only by ``y'') and had two-dimensional information consisting of (x', y'), has been converted to one-dimensional information for each lane. Therefore, by this signal processing, the electrophoresis A representative profile of the pattern is obtained.
なお、ここで得られた代表的プロファイルをオリジナル
パターンに重ねて画像表示することにより、プロファイ
ルの確認をすることができる。Note that the profile can be confirmed by displaying an image of the representative profile obtained here superimposed on the original pattern.
次いで、抽出デジタル信号D”。yについてスロットご
とに一次元の信号処理を行ない、泳動パターン上の全て
のバンドB3アを検出する。バンドの検出はたとえば、
各レーンのデジタル信号について一次元波形(横軸にレ
ーン上の位置をとり、縦軸に信号のレベルをとったグラ
フ)を作成し、そのピークを探し出すことにより行なう
ことができる。ここで、検出されたバンドButは。Next, one-dimensional signal processing is performed on the extracted digital signal D".y for each slot to detect all bands B3a on the electrophoresis pattern. Band detection is performed, for example, as follows.
This can be done by creating a one-dimensional waveform (a graph in which the horizontal axis represents the position on the lane and the vertical axis represents the signal level) for the digital signal of each lane, and then searching for its peak. Here, the detected band But is.
n番目のスロットにおける泳動座標y”およびバンド強
度2”からなる情報を有している。各バンドのピークB
n Fは、点または模擬バンド(泳動方向に対して直
角なバンド)として上記画面に重畳表示する。It has information consisting of migration coordinate y'' and band intensity 2'' in the n-th slot. Peak B of each band
nF is superimposed and displayed on the screen as a point or a simulated band (a band perpendicular to the electrophoresis direction).
こののち、第2図に示すようにオフセット歪みおよびス
マイリング現象が発生している泳動パターンに対し、た
とえば以下のようにしてこれらの補正を行なう。Thereafter, as shown in FIG. 2, the migration pattern in which offset distortion and smiling phenomena have occurred is corrected, for example, in the following manner.
なお、オフセット歪みの発生の有無は、表示されたオリ
ジナルパターンにおいてレーン全体が一様に上下にずれ
ていることから、判断することができる。また、スマイ
リング現象の発生の有無は1表示されたオリジナルパタ
ーンにおいて両端部のレーンの長さが中央部のレーンの
長さよりも短いこと、スマイリングの生じた両端部のレ
ーンのバンド(特に泳動距離の大きな下部のバンド)が
泳動方向に対して直角(すなわち、水平)ではないこと
(第2図参照)などから判断することができる。Note that the presence or absence of offset distortion can be determined from the fact that the entire lane is vertically shifted uniformly in the displayed original pattern. In addition, the presence or absence of the smiling phenomenon can be determined by: 1) The length of the lanes at both ends of the displayed original pattern is shorter than the length of the lane at the center; This can be determined from the fact that the large lower band) is not perpendicular (that is, horizontal) to the migration direction (see Figure 2).
オフセット歪みの補正にあたり、オフセット歪みの生じ
たレーン上の任意のバンド位置にカーソル点を合わせて
その位置を認識させたのち、&2にとなるレーンに対し
てカーソル点をレーン方向に沿って上方または下方に移
動させて適当な位置に固定する。この操作により、当該
バンド位置がカーソル固定された位置(すなわち、オフ
セット歪みが生じなければ塩基特異的DNA断片物が本
来泳動したであろう位置)となるような補正情報が入力
される。To correct offset distortion, move the cursor point to any band position on the lane where the offset distortion has occurred to recognize that position, and then move the cursor point upward or upward along the lane direction for the lane that is &2. Move it downward and lock it in place. Through this operation, correction information is input so that the band position becomes the position where the cursor is fixed (that is, the position where the base-specific DNA fragment would have originally migrated if no offset distortion occurred).
具体的には、バンドの泳動座標y′は(I)式で近似す
ることができる。Specifically, the migration coordinate y' of the band can be approximated by equation (I).
y”= a t + b (I)(
ただし、aは各バンドの泳動速度を表わし、tは泳動時
間を表わし、モしてbは泳動開始点の座標を表わす)
上記の入力情報、すなわち実際の泳動座標と仮想泳動座
標を、それぞれ(I)式に代入することにより、実際の
泳動開始位置すと仮想泳動開始位置b’(オフセット歪
みが生じなかった場合の泳動開始位置)との差を算出し
、スロットのバンド全部に泳動座標について補正を施す
ことにより。y”= a t + b (I)(
However, a represents the migration speed of each band, t represents the migration time, and b represents the coordinates of the migration start point.) The above input information, that is, the actual migration coordinate and the virtual migration coordinate, are respectively ( I) By substituting into the equation, calculate the difference between the actual migration start position and the virtual migration start position b' (the migration start position when no offset distortion occurs), and calculate the migration coordinates for all bands in the slot. By applying correction.
レーン上のバンド全体を上方または下方に平行移動する
ことができる。オリジナルパターン上にこのオフセット
補正されたバンドB′。ツを重畳表示することにより(
第4図参照)、オフセット補正の結果を確認し、最終の
入力情報とすることができる。このとき、オフセット補
正がまだ完全ではない(不十分または行き過ぎである)
場合には、上記操作を再度繰り返すことにより最終的に
所望の情報を入力することができる。The entire band on the lane can be translated upward or downward. This offset-corrected band B' is on the original pattern. By superimposing the
(see FIG. 4), the result of offset correction can be confirmed and used as the final input information. At this time, offset correction is not yet complete (insufficient or excessive)
In this case, the desired information can be finally input by repeating the above operation again.
第4図は、オフセット歪みの補正がなされた泳動パター
ンの例を示す、従って、泳動パターンにはスマイリング
現象のみが現れている。FIG. 4 shows an example of an electrophoretic pattern in which offset distortion has been corrected. Therefore, only the smiling phenomenon appears in the electrophoretic pattern.
上記操作の回数を少なくするためには、任意に選択され
るバンドは最上部のバンドであるのが好ましい。なぜな
らば、カーソル点の固定されるべき位置をオフセットの
生じていないレーン(基本レーン)の泳動開始位置と水
平な位置とすることにより、スマイリング現象等に左右
されることなく、容易に補正することができるからであ
る。In order to reduce the number of operations described above, it is preferable that the arbitrarily selected band be the topmost band. This is because by setting the position where the cursor point should be fixed to a position horizontal to the migration start position of the lane where no offset has occurred (basic lane), correction can be easily made without being influenced by the smiling phenomenon etc. This is because it can be done.
このようにして、順次与スロットについてオフセット補
正を行なう。In this way, offset correction is performed for the given slots one after another.
次に、オフセット補正されたバンドB ’ fl Fに
ついてスマイリング現象の補正を行なう。Next, the smiling phenomenon is corrected for the offset-corrected band B'flF.
まず、スマイリング現象の生じているレーンの泳動開始
点にカーソル点を合わせてその位置を認識させる。続い
て、このレーン上の任意のバンド位置にカーソル点を合
わせてその位置を認識させたのち、カーソル点をレーン
方向に沿って下方に移動させて適当な位置で固定する。First, the cursor is placed on the migration start point of the lane where the smiling phenomenon occurs, and the position is recognized. Next, the cursor point is placed on an arbitrary band position on the lane to recognize the position, and then the cursor point is moved downward along the lane direction and fixed at an appropriate position.
この操作により、当該バンド位置がカーソル固定された
位置(すなわち、スマリング現象が生じなければ塩基特
異的DNA断片物が本来泳動したであろう位置)となる
ような補正情報が入力される。Through this operation, correction information is input so that the band position becomes the position where the cursor is fixed (that is, the position where the base-specific DNA fragment would have originally migrated if the smarming phenomenon did not occur).
スマイリング現象は、ゲル支持媒体のエツジ効果等によ
りゲル温度差が生じた場合に、スロットによって各バン
ドの泳動速度が異なってくるために起こる。上記の入力
情報、すなわち実際の泳動座標と仮想泳動座標を、それ
ぞれ上記(I)式に代入することにより、実際の泳動速
度aと仮想泳動速度a’(スマイリング現象が生じなか
った場合の泳動速度)との比率を算出し、スロットのバ
ンド全部に泳動座標について補正を施すことにより、レ
ーン上のバンド全体を下方に一定の割合で引き伸ばすこ
とができる。The smiling phenomenon occurs because the migration speed of each band differs depending on the slot when a difference in gel temperature occurs due to the edge effect of the gel support medium. By substituting the above input information, that is, the actual migration coordinates and the virtual migration coordinates, into the above equation (I), the actual migration speed a and the virtual migration speed a' (the migration speed when the smiling phenomenon did not occur) are obtained. ), and by correcting all the bands in the slot with respect to the migration coordinates, the entire band on the lane can be stretched downward at a constant rate.
オリジナルパターン上にこのスマイリング補正されたバ
ンドB″ユッを重畳表示することにより(第5図参照)
、オペレータはスマイリング補正の結果を確認し、最終
の入力情報とすることができる。このとき、スマイリン
グ補正がまだ完全ではない(不十分または行き過ぎであ
る)場合には、上記操作を再度繰り返すことにより、最
終的に所望の情報を入力することができる。By superimposing this smiling-corrected band B'' on the original pattern (see Figure 5).
, the operator can check the smile correction results and use them as the final input information. At this time, if the smile correction is not yet complete (insufficient or excessive), the desired information can finally be input by repeating the above operation again.
第5図は、スマイリング現象の補正がなされた泳動パタ
ーンの例を示す。FIG. 5 shows an example of an electrophoresis pattern in which the smiling phenomenon has been corrected.
上記操作の回数を少なくするためには、任意に選択され
るバンドは最下部のバンドであるのが好ましい、なぜな
らば、最下部ではスマイリングによる泳動遅れの量が最
大となり、カーソル点の固定されるべき位置をスマイリ
ングの殆ど生じていない中央部のレーンの最終バンドの
位置と水平な(またはほぼ水平な)位置とすることによ
り、精度高く容易に補正することができるからである。In order to reduce the number of operations described above, it is preferable that the arbitrarily selected band be the bottom band, because at the bottom the amount of electrophoresis delay due to smiling is maximum and the cursor point is fixed. This is because correction can be easily performed with high accuracy by setting the correct position to be horizontal (or approximately horizontal) to the position of the final band of the central lane where almost no smiling occurs.
このようにして、順次各スロットについてスマイリング
補正を行なう、なお、上記補正は逆の順序で、すなわち
スマイリング補正を先に行なったのちにオフセット補正
を行なうことも勿論可能である。In this way, the smiling correction is performed for each slot in sequence. Note that it is of course possible to perform the above correction in the reverse order, that is, to perform the smiling correction first and then perform the offset correction.
オフセット補正およびスマイリング補正がなされたデジ
タル信号に基づいて、各バンドピーク。Each band peak based on digital signal with offset and smile correction.
をその泳動座標に関してスロット間で比較し、バンドを
泳動座標の順に並べ換える。上記(1)〜(4)のスロ
ットはそれぞれ(G)、(A)、(T)、(C)からな
る末端塩基についての情報を有するから、各バンドのス
ロット番号を対応する塩基で置換することにより、DN
Aの塩基配列(例えば、A−G−C−T−A−A−G−
・・・)を得ることができる。are compared between slots with respect to their migration coordinates, and the bands are sorted in order of migration coordinates. The slots (1) to (4) above each have information about the terminal bases consisting of (G), (A), (T), and (C), so replace the slot number of each band with the corresponding base. By this, D.N.
Base sequence of A (e.g. A-G-C-T-A-A-G-
) can be obtained.
所望により、オフセット補正およびスマイリング補正が
なされたバンドピークを画面上でオリジナルパターンに
重ねて表示することにより、オペレータはこの重畳表示
画面を見ながら解析結果を確認することができる。さら
に、得られたDNAの塩基配列情報を画面上に同時に表
示してもよい、この際に必要に応じて、解析結果を部分
的に修正することも可能である。If desired, by displaying the offset-corrected and smiling-corrected band peaks on the screen superimposed on the original pattern, the operator can confirm the analysis results while looking at this superimposed display screen. Furthermore, the obtained DNA base sequence information may be simultaneously displayed on the screen, and in this case, it is also possible to partially correct the analysis results as necessary.
なお、DNAの塩基配列についての解析結果は、上記の
表示形態に限られるものではなく、たとえば所望により
同時に各バンドの強度(2”)を泳動物質の相対量とし
て表示することも可能である。また、オートラジオグラ
フの可視画像とともに画像として表示することも可能で
ある。Note that the analysis results for the DNA base sequence are not limited to the above display format; for example, the intensity (2'') of each band can be displayed simultaneously as the relative amount of the electrophoretic substance, if desired. It is also possible to display it as an image together with the visible image of the autoradiograph.
さらに、こ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。Furthermore, the information obtained in this way also includes:
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.
上述の信号処理により決定されたDNAの塩基配列につ
いての解析結果は、信号処理回路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、磁気ディスクや
磁気テープなどの記憶保存手段を介して記録装置に伝送
される。The analysis results for the DNA base sequence determined by the above-mentioned signal processing are output from the signal processing circuit, and then
The information is then transmitted to a recording device directly or, if necessary, via a storage means such as a magnetic disk or 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等に表示さ
れた記号・数値をビデオ拳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と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 record symbols and numbers displayed on a CRT etc. on a video fist printer, etc., and those that record using heat rays. Recording devices based on various principles can be used, such as those that record on materials.
また、上記においてはDNAの塩基配列決定を例にとっ
て説明したが、本発明のオートラジオグラフ解析方法は
試料は塩基特異的DNA断片物に限定されるものではな
く、種々の分離展開手段により支持媒体上で一次元的方
向に分離展開された放射性標識物質の分離展開パターン
に適用することができる。特に、蛋白質の微量分析およ
び遺伝子のスクリーニングなどに好適に利用することが
できるものである。In addition, although the above description has been made by taking DNA base sequencing as an example, the autoradiographic analysis method of the present invention is not limited to base-specific DNA fragments, and the sample is not limited to base-specific DNA fragments. This method can be applied to the separation and development pattern of the radiolabeled substance separated and developed in one-dimensional direction. In particular, it can be suitably used for protein trace analysis and gene screening.
第1図(a)は、パターンの回転歪み、オフセット歪み
およびスマイリング現象が生じている泳動パターンの例
を示す図である。
第2図は、パターン回転処理が施された泳動パターンの
例を示す図である。
第3図(a)は、泳動列の歪みが生じているレーンの例
を示す図であり、(b)は、カーソル線により泳動列が
決定されたレーンの例を示す図である。
第4図は、オフセット歪みの補正がなされた泳動パター
ンの例を示す図である。
第5図は、スマイリング現象の補正がなされた泳動パタ
ーンの例を示す図である。
l:泳動列(レーン)
2:カーソル線
3:カーソル線とレーンが一致する最下位置4:カーソ
ル点
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□〉へ
〉鴨
第4図
第5図。FIG. 1(a) is a diagram showing an example of an electrophoretic pattern in which rotational distortion, offset distortion, and smiling phenomena occur in the pattern. FIG. 2 is a diagram showing an example of a migration pattern that has been subjected to pattern rotation processing. FIG. 3(a) is a diagram illustrating an example of a lane in which the migration column is distorted, and FIG. 3(b) is a diagram showing an example of a lane in which the migration column is determined by a cursor line. FIG. 4 is a diagram showing an example of a migration pattern in which offset distortion has been corrected. FIG. 5 is a diagram showing an example of an electrophoresis pattern in which the smiling phenomenon has been corrected. l: Electrophoresis row (lane) 2: Cursor line 3: Bottom position where the cursor line and lane match 4: Cursor point Patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent
Person Patent Attorney Yasushi Yanagawa〉〉〉〉Duck Figure 4 Figure 5.
Claims (1)
元的な位置情報を有するオートラジオグラフに対応する
デジタル信号について信号処理を行なうことにより、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
て得ることからなる該オートラジオグラフの解析方法に
おいて、1)デジタル信号に基づいてオートラジオグラ
フを電気的に画像表示する工程、 2)この表示画像から決定された放射性標識物質の分離
展開列に関する入力情報に基づいて、分離展開列に沿っ
た一定範囲の信号を抽出する工程、 3)抽出された信号について一次元の信号処理を行なう
ことにより、分離展開部位を決定したのち、重畳表示す
る工程、 4)分離展開部位に相当する信号について、表示画像か
ら決定された一つの分離展開部位の位置に関する入力情
報に基づいて、分離展開距離の補正を行なったのち、重
畳表示する工程、および5)分離展開距離の補正が行な
われた信号について、表示画像から決定された一つの分
離展開部位の位置に関する入力情報に基づいて、分離展
開の開始位置の補正を行なう工程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析方法。 2、上記第一工程の後、第二工程の前に、表示画像から
決定された放射性標識物質の分離展開パターンの傾きに
関する入力情報に基づいて、該パターンを全体的に回転
したのち、画像表示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解析方法。 3、上記第五工程の後、得られた放射性標識物質の位置
情報を画像表示されたオートラジオグラフに重畳表示す
ることにより、該位置情報が確認されることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のオートラジオグラフ解析
方法。 4、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号が
、支持媒体と輝尽性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体シー
トとを重ね合わせて、支持媒体上の放射性標識物質のオ
ートラジオグラフを該蛍光体シートに蓄積記録したのち
、該蛍光体シートに励起光を照射して該オートラジオグ
ラフを輝尽光として光電的に読み出すことにより、得ら
れることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のオー
トラジオグラフ解析方法。 5、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号が
、支持媒体と写真感光材料とを重ね合わせて、支持媒体
上の放射性標識物質のオートラジオグラフを該感光材料
に感光記録したのち、該感光材料上に可視化されたオー
トラジオグラフを光電的に読み取ることにより、得られ
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
ラジオグラフ解析方法。 6、上記放射性標識物質が、放射性標識の付与された生
体高分子物質群、その誘導体、もしくはそれらの分解物
またはそれらの合成物であ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解析方法。 7、上記生体高分子物質群が、核酸、その誘導体、もし
くはそれらの分解物またはそれらの合成物であり、信号
処理により得られる位置情報がそれらの塩基配列を表わ
していることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
オートラジオグラフ解析方法。 8、支持媒体上に分離展開された放射性標識物質の二次
元的な位置情報を有するオートラジオグラフに対応する
デジタル信号について信号処理を行なうことにより、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
て得ることからなる該オートラジオグラフの解析方法に
おいて、1)デジタル信号に基づいてオートラジオグラ
フを電気的に画像表示する工程、 2)この表示画像から決定された放射性標識物質の分離
展開列に関する入力情報に基づいて、分離展開列に沿っ
た一定範囲の信号を抽出する工程、 3)抽出された信号について一次元の信号処理を行なう
ことにより、分離展開部位を決定したのち、重畳表示す
る工程、 4)分離展開部位に相当する信号について、表示画像か
ら決定された一つの分離展開部位の位置に関する入力情
報に基づいて、分離展開の開始位置の補正を行なったの
ち、重畳表示する工程、および 5)分離展開の開始位置の補正が行なわれた信号につい
て、表示画像から決定された一つの分離展開部位の位置
に関する入力情報に基づいて、分離展開距離の補正を行
なう工程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析方法。 9、上記第一工程の後、第二工程の前に、表示画像から
決定された放射性標識物質の分離展開パターンの傾きに
関する入力情報に基づいて、該パターンを全体的に回転
したのち、画像表示することを特徴とする特許請求の範
囲第8項記載のオートラジオグラフ解析方法。 10、上記第五工程の後、得られた放射性標識物質の位
置情報を画像表示されたオートラジオグラフに重畳表示
することにより、該位置情報が確認されることを特徴と
する特許請求の範囲第8項記載のオートラジオグラフ解
析方法。 11、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号
が、支持媒体と輝尽性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体シ
ートとを重ね合わせて、支持媒体上の放射性標識物質の
オートラジオグラフを該蛍光体シートに蓄積記録したの
ち、該蛍光体シートに励起光を照射して該オートラジオ
グラフを輝尽光として光電的に読み出すことにより、得
られることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のオ
ートラジオグラフ解析方法。 12、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号
が、支持媒体と写真感光材料とを重ね合わせて、支持媒
体上の放射性標識物質のオートラジオグラフを該感光材
料に感光記録したのち、該感光材料上に可視化されたオ
ートラジオグラフを光電的に読み取ることにより、得ら
れることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のオー
トラジオグラフ解析方法。 13、上記放射性標識物質が、放射性標識の付与された
生体高分子物質群、その誘導体、もしくはそれらの分解
物またはそれらの合成物であることを特徴とする特許請
求の範囲第8項記載のオートラジオグラフ解析方法。 14、上記生体高分子物質群が、核酸、その誘導体、も
しくはそれらの分解物またはそれらの合成物であり、信
号処理により得られる位置情報がそれらの塩基配列を表
わしていることを特徴とする特許請求の範囲第13項記
載のオートラジオグラフ解析方法。[Claims] 1. Positional information of a radiolabeled substance separated and developed on a support medium by performing signal processing on a digital signal corresponding to an autoradiograph having two-dimensional positional information of the radiolabeled substance The method for analyzing an autoradiograph comprises: 1) electrically displaying an image of the autoradiograph based on a digital signal; 2) a radioactive label determined from the displayed image; 3) A process of extracting a signal in a certain range along the separation and expansion sequence based on input information regarding the separation and expansion sequence of the substance; 3) Determining the separation and expansion site by performing one-dimensional signal processing on the extracted signal. 4) With respect to the signal corresponding to the separated deployment site, the separation deployment distance is corrected based on the input information regarding the position of one separation deployment site determined from the display image, and then the superimposed display is performed. and 5) correcting the starting position of separation deployment based on input information regarding the position of one separation deployment site determined from the display image for the signal for which the separation deployment distance has been corrected. An autoradiographic analysis method comprising: 2. After the first step and before the second step, the pattern is rotated as a whole based on the input information regarding the inclination of the separation and development pattern of the radiolabeled substance determined from the displayed image, and then the image is displayed. An autoradiograph analysis method according to claim 1, characterized in that: 3. After the fifth step, the position information of the radiolabeled substance obtained is confirmed by superimposing the position information on the autoradiograph displayed as an image. The autoradiograph analysis method described in item 1. 4. The digital signal corresponding to the autoradiograph is transmitted to the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium by superimposing the support medium and the stimulable phosphor sheet containing the stimulable phosphor. Claim 1, wherein the autoradiograph is obtained by accumulating and recording on a sheet and then photoelectrically reading out the autoradiograph as photostimulated light by irradiating the phosphor sheet with excitation light. Autoradiograph analysis method. 5. A digital signal corresponding to the autoradiograph is transferred onto the photosensitive material after superimposing the support medium and the photosensitive material to photosensitively record the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium on the photosensitive material. 2. The autoradiograph analysis method according to claim 1, wherein the autoradiograph analysis method is obtained by photoelectrically reading an autoradiograph visualized in . 6. The autoclave according to claim 1, wherein the radiolabeled substance is a group of biopolymer substances to which a radiolabel is attached, a derivative thereof, a decomposition product thereof, or a composite thereof. Radiograph analysis method. 7. A patent characterized in that the biopolymer substance group is a nucleic acid, a derivative thereof, a decomposition product thereof, or a composite thereof, and the positional information obtained by signal processing represents the base sequence thereof. The autoradiograph analysis method according to claim 6. 8. By performing signal processing on the digital signal corresponding to the autoradiograph that has two-dimensional positional information of the radiolabeled substance separated and developed on the support medium, the positional information of the radiolabeled substance can be converted into symbols and/or numerical values. The autoradiograph analysis method comprises: 1) electrically displaying the autoradiograph as an image based on digital signals; 3) A step of extracting a signal in a certain range along the separation expansion column based on the input information; 3) A step of determining the separation expansion region by performing one-dimensional signal processing on the extracted signals, and then superimposing and displaying it. , 4) With respect to the signal corresponding to the separation development site, the step of correcting the start position of separation development based on input information regarding the position of one separation development site determined from the display image, and then displaying the signal in a superimposed manner; 5) A step of correcting the separation deployment distance based on input information regarding the position of one separation deployment site determined from the display image for the signal whose separation deployment start position has been corrected. Autoradiograph analysis method. 9. After the first step and before the second step, the pattern is rotated as a whole based on the input information regarding the inclination of the separation and development pattern of the radiolabeled substance determined from the displayed image, and then the image is displayed. The autoradiograph analysis method according to claim 8, characterized in that: 10. After the fifth step, the position information of the radiolabeled substance obtained is confirmed by superimposing the position information on the autoradiograph displayed as an image. The autoradiograph analysis method described in Section 8. 11. The digital signal corresponding to the autoradiograph is transmitted to the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium by superimposing the support medium and the stimulable phosphor sheet containing the stimulable phosphor. Claim 8, characterized in that it is obtained by accumulating and recording on a sheet, irradiating the phosphor sheet with excitation light, and photoelectrically reading out the autoradiograph as photostimulated light. Autoradiograph analysis method. 12. A digital signal corresponding to the autoradiograph is transferred onto the photosensitive material after the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium is photosensitively recorded on the photosensitive material by superimposing the support medium and the photosensitive material. 9. The autoradiograph analysis method according to claim 8, which is obtained by photoelectrically reading an autoradiograph visualized in . 13. The auto according to claim 8, wherein the radiolabeled substance is a group of biopolymer substances to which a radioactive label has been added, a derivative thereof, a decomposition product thereof, or a composite thereof. Radiograph analysis method. 14. A patent characterized in that the biopolymer substance group is a nucleic acid, a derivative thereof, a decomposition product thereof, or a composite thereof, and the positional information obtained by signal processing represents the base sequence thereof. The autoradiographic analysis method according to claim 13.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6229985A JPS61219862A (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Autoradiograph analysis |
US06/844,967 US4837687A (en) | 1985-03-27 | 1986-03-27 | Method for analyzing an autoradiograph |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6229985A JPS61219862A (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Autoradiograph analysis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61219862A true JPS61219862A (en) | 1986-09-30 |
JPH0570790B2 JPH0570790B2 (en) | 1993-10-05 |
Family
ID=13196099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6229985A Granted JPS61219862A (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Autoradiograph analysis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61219862A (en) |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6229985A patent/JPS61219862A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0570790B2 (en) | 1993-10-05 |
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