(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特異的結合物質と、目的とする生体由来の物質を標識している蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することを特徴とする画像解析方法。
【請求項２】
前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像解析方法。
【請求項３】
前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像解析方法。
【請求項４】
前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成した後、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を、前記基板上に、前記複数のスポットを形成している前記特異的結合物質にハイブリダイズさせ、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像解析方法。
【請求項５】
前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、前記特異的結合物質を前記ポリマーに含有させて、前記ポリマーを前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することを特徴とする請求項１に記載の画像解析方法。
【請求項６】
前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、前記特異的結合物質を前記ポリマーに含有させて、前記ポリマーを前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することを特徴とする請求項５に記載の画像解析方法。
【請求項７】
前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、前記特異的結合物質を前記ポリマーに含有させて、前記ポリマーを前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することを特徴とする請求項５に記載の画像解析方法。
【請求項８】
テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含む溶液を、スポッターを用いて、基板上に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、別の基板上に、特異的結合物質を含む溶液を、スポッターを用いて、滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせ、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行することを特徴とする画像解析方法。
【請求項９】
特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記複数のスポットによって散乱された光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行することを特徴とするの画像解析方法。
【請求項１０】
少なくとも２つの励起光源と、光検出器を備え、前記光検出器によって、蛍光を光電的に検出して、画像データを生成する画像読み取り装置を備え、さらに、特異的結合物質と、目的とする生体由来の物質を標識している蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素を、基板上に、スポット状に滴下して、形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の１つから発せられた励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、生成したテンプレートデータに基づき、定量すべき関心領域を確定するテンプレート生成手段と、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートに基づいて、画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行する定量解析手段を備えたことを特徴とする画像解析装置。
【請求項１１】
前記画像読み取り装置が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成した後、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記少なくとも２つの励起光源の他方から、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起するように構成され、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成し、前記蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、画像データを生成するように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の画像解析装置。
【請求項１２】
前記画像読み取り装置が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成するように構成され、前記画像読み取り装置が、さらに、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を、前記基板上に、前記複数のスポットを形成している前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、前記少なくとも２つの励起光源の他方から、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記光検出器が、前記蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出し、画像データを生成するように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の画像解析装置。
【請求項１３】
前記画像読み取り装置が、前記特異的結合物質を含有し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含むポリマーを、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットが形成された試料に、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の画像解析装置。
【請求項１４】
さらに、前記画像読み取り装置が生成したデータを記憶するデータ記憶手段を備え、前記画像読み取り装置が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含む溶液を、スポッターを用いて、基板上に、スポット状に滴下して形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、前記光検出器が、光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、前記テンプレートデータを前記データ記憶手段に記憶させ、別の基板上に、前記特異的結合物質を含む溶液を、前記スポッターを用いて、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、前記少なくとも２つの励起光源の他方から、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を、前記光検出器が、光電的に検出して、画像データを生成し、前記データ記憶手段に記憶するように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記データ記憶手段に記憶された前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記データ記憶手段に記憶された前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の画像解析装置。
【請求項１５】
少なくとも２つの励起光源と、光検出器と、前記光検出器によって、蛍光を光電的に検出して、画像データを生成する画像読み取り装置と、前記画像読み取り装置が生成したデータを記憶するデータ記憶手段と、画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行する定量解析手段と、前記光検出器の前面に励起光の波長の光をカットする取り外し可能なフィルタを備え、さらに、特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成した後、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料の前記複数のスポットに、前記フィルタが取り外された状態で、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射し、前記複数のスポットによって散乱された励起光を、前記光検出器によって光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、前記データ記憶手段に記憶させるように構成されるとともに、前記フィルタを取りつけた状態で、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記蛍光物質を励起し、前記蛍光物質から放出された蛍光を、前記光検出器によって光電的に検出して、画像データを生成し、前記データ記憶手段に記憶させるように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記データ記憶手段に記憶された前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記データ記憶手段に記憶された前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されたことを特徴とする画像解析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像解析方法および装置に関するものであり、さらに詳細には、所望のように、定量すべき関心領域を確定することができ、精度よく、定量解析を実行することのできるマイクロアレイ画像検出システム用の画像解析方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線が照射されると、放射線のエネルギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長域の電磁波を用いて励起すると、照射された放射線のエネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有する輝尽性蛍光体を、放射線の検出材料として用い、放射性標識を付与した物質を、生物体に投与した後、その生物体あるいはその生物体の組織の一部を試料とし、この試料を、輝尽性蛍光体層が設けられた蓄積性蛍光体シートと一定時間重ね合わせることにより、放射線エネルギーを輝尽性蛍光体に、蓄積、記録し、しかる後に、電磁波によって、輝尽性蛍光体層を走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段上あるいは写真フイルムなどの記録材料上に、画像を再生するように構成されたオートラジオグラフィ画像検出システムが知られている（たとえば、特公平１−６０７８４号公報、特公平１−６０７８２号公報、特公平４−３９５２号公報など）。
【０００３】
蓄積性蛍光体シートを画像の検出材料として使用するオートラジオグラフィ画像検出システムは、写真フイルムを用いる場合とは異なり、現像処理という化学的処理が不必要であるだけでなく、得られた画像データに画像処理を施すことにより、所望のように、画像を再生し、あるいは、コンピュータによる定量解析が可能になるという利点を有している。
【０００４】
他方、オートラジオグラフィ画像検出システムにおける放射性標識物質に代えて、蛍光物質を標識物質として使用した蛍光（fluorescence)画像検出システムが知られている。このシステムによれば、蛍光画像を読み取ることにより、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこなうことができ、たとえば、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を蛍光色素によって標識した後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させ、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡを分布を検出したり、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性（denaturation) し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることができる。さらに、標識物質により標識した目的とする遺伝子を含むＤＮＡと相補的なＤＮＡプローブを調製して、転写支持体上のＤＮＡとハイブリダイズさせ、酵素を、標識物質により標識された相補的なＤＮＡと結合させた後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍光物質を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることもできる。この蛍光画像検出システムは、放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配列などを検出することができるという利点がある。
【０００５】
さらに、近年、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて、滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって、生体から採取され、あるいは、さらに、化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光色素などの標識物質によって標識された物質をハイブリダイズさせたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光色素などの標識物質から発せられた蛍光などの光を光電的に検出して、生体由来の物質を解析するマイクロアレイ画像検出システムが開発されている。このマイクロアレイ画像検出システムによれば、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上の異なる位置に、数多くの特異的結合物質のスポットを高密度に形成して、標識物質によって標識された生体由来の物質をハイブリダイズさせることによって、短時間に、生体由来の物質を解析することが可能になるという利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロアレイ画像検出システムにあっては、１種類の蛍光色素によって、生体由来の物質を標識し、特異的結合物質にハイブリダイズした量を定量し、あるいは、励起波長の異なる２種類以上の蛍光色素によって、生体由来の物質を標識し、発現差を定量し、コンピュータによって解析するするなどの方法により、生体由来の物質が解析されるが、そのためには、いずれの場合にも、定量すべき関心領域を、コンピュータによって確定することが必要である。
【０００７】
しかしながら、スポッターを用いて、特異的結合物質をスライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上に滴下する場合、スポッターの滴下誤差に起因して、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上の所望の位置に、特異的結合物質を滴下することは一般に困難であり、したがって、１種類または２種類以上の蛍光色素によって標識した生体由来の物質を、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、ハイブリダイズした量あるいは発現差を定量し、コンピュータによって解析する場合、標識されていないスポットを光電的に検出することができないため、基板上のどの位置にスポットが形成されているかを判断することができず、その結果、所望のように、定量すべき関心領域を確定することが困難であるという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明は、所望のように、定量すべき関心領域を確定することができ、精度よく、定量解析を実行することのできるマイクロアレイ画像検出システム用の画像解析方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、特異的結合物質と、目的とする生体由来の物質を標識している蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することを特徴とする画像解析方法によって達成される。
【００１０】
本発明によれば、特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、形成されたすべてのスポットを光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、生成されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されているから、スポッターの滴下誤差に起因して、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上の所望の位置に、特異的結合物質を滴下することができなくても、テンプレートデータに基づいて、すべてのスポットの位置を知ることができ、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成して、テンプレートに基づいて、精度よく、定量解析を実行することが可能になる。
【００１１】
また、本発明によれば、目的とする生体由来の物質を標識する蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素を、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成しているから、特異的結合物質を、基板上に滴下して、形成されたすべてのスポットを正確に光電検出して、テンプレートデータを生成し、こうして生成した前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域が確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行することができ、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定して、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００１３】
本発明の好ましい実施態様においては、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されている。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されているから、生体由来の物質を標識している蛍光色素から放出され、光電的に検出される蛍光はすべて、テンプレートデータに含まれているスポットから放出され、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することが可能になり、テンプレートに基づいて、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されている。
【００１６】
本発明のに別の好ましい実施態様によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されているから、生体由来の物質を標識している蛍光色素から放出され、光電的に検出される蛍光はすべて、テンプレートデータに含まれているスポットから放出され、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することが可能になり、テンプレートに基づいて、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００１７】
本発明のさらに別の好ましい実施態様においては、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成した後、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を、前記基板上に、前記複数のスポットを形成している前記特異的結合物質にハイブリダイズさせ、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行するように構成されている。
【００１８】
本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成した後、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を、基板上に、複数のスポットを形成している特異的結合物質にハイブリダイズさせ、蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、テンプレートに基づいて、記憶された画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行するように構成されているから、生体由来の物質を標識している蛍光色素から放出され、光電的に検出される蛍光はすべて、テンプレートデータに含まれているスポットから放出されたものであり、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することが可能になり、テンプレートに基づいて、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００１９】
本発明のさらに別の好ましい実施態様においては、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、前記特異的結合物質を前記ポリマーに含有させて、前記ポリマーを前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成するように構成されている。
【００２０】
本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、特異的結合物質をポリマーに含有させて、ポリマーを基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成するように構成されているから、スポットを高密度に形成するために用いられる粘度の高いポリマーに、特異的結合物質を含有させて、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成するだけよく、したがって、簡易に、テンプレートデータを生成して、生成したテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することができ、テンプレートに基づいて、所望のように、定量すべき関心領域を確定することが可能になり、高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００２１】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、前記特異的結合物質を前記ポリマーに含有させて、前記ポリマーを前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されている。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、特異的結合物質をポリマーに含有させて、ポリマーを基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されているから、スポットを高密度に形成するために用いられる粘度の高いポリマーに、特異的結合物質を含有させて、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成するだけよく、したがって、簡易に、テンプレートデータを生成して、生成したテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することができ、テンプレートに基づいて、所望のように、定量すべき関心領域を確定することが可能になり、高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００２３】
本発明のさらに別の好ましい実施態様においては、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、前記特異的結合物質を前記ポリマーに含有させて、前記ポリマーを前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されている。
【００２４】
本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素が、ポリマー中に含まれ、特異的結合物質をポリマーに含有させて、ポリマーを基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、テンプレートに基づいて、定量解析を実行するように構成されているから、スポットを高密度に形成するために用いられる粘度の高いポリマーに、特異的結合物質を含有させて、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成するだけよく、したがって、簡易に、テンプレートデータを生成して、生成したテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成することができ、テンプレートに基づいて、所望のように、定量すべき関心領域を確定することが可能になり、高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００２５】
本発明の前記目的はまた、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含む溶液を、スポッターを用いて、基板上に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、別の基板上に、特異的結合物質を含む溶液を、スポッターを用いて、滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせ、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行することを特徴とする画像解析方法によって達成される。
【００２６】
本発明によれば、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含む溶液を、スポッターを用いて、基板上に滴下して、複数のスポットを形成し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、別の基板上に、特異的結合物質を含む溶液を、スポッターを用いて、滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせ、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行するように構成されているから、スポッターに滴下誤差があっても、テンプレートに基づいて、所望のように、定量すべき関心領域を確定して、高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００３１】
本発明の前記目的はまた、特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を前記複数のスポットに照射して、前記複数のスポットによって散乱された光を光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成して記憶し、記憶された前記テンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、前記テンプレートに基づいて、記憶された前記画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行することを特徴とするの画像解析方法によって達成される。
【００３２】
本発明によれば、特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせた後、蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、画像データを生成して記憶し、蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を複数のスポットに照射して、複数のスポットによって散乱された光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成して記憶し、記憶されたテンプレートデータに基づいて、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成し、テンプレートに基づいて、記憶された画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されているから、特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、光を複数のスポットに照射して、複数のスポットによって散乱された光を光電的に検出するだけで、テンプレートデータを生成して、テンプレートデータに基づき、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成して、高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００３３】
本発明の前記目的はまた、少なくとも２つの励起光源と、光検出器を備え、前記光検出器によって、蛍光を光電的に検出して、画像データを生成する画像読み取り装置を備え、さらに、特異的結合物質と、目的とする生体由来の物質を標識している蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素を、基板上に、スポット状に滴下して、形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の１つから発せられた励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、生成したテンプレートデータに基づき、定量すべき関心領域を確定するテンプレート生成手段と、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートに基づいて、画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行する定量解析手段を備えたことを特徴とする画像解析装置によって達成される。
【００３４】
本発明によれば、画像解析装置が、少なくとも２つの励起光源と、光検出器を備え、前記光検出器によって、蛍光を光電的に検出して、画像データを生成する画像読み取り装置を備え、さらに、特異的結合物質と、目的とする生体由来の物質を標識している蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素を、基板上に、スポット状に滴下して、形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の１つから発せられた励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、生成したテンプレートデータに基づき、定量すべき関心領域を確定するテンプレート生成手段と、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートに基づいて、画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行する定量解析手段を備えているから、スポッターの滴下誤差に起因して、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上の所望の位置に、特異的結合物質を滴下することができなくても、テンプレートデータに基づき、すべてのスポットの位置を知ることができ、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成して、精度よく、定量解析を実行することが可能になる。
【００３６】
さらに、本発明によれば、画像読み取り装置が、目的とする生体由来の物質を標識している蛍光色素とは異なる波長の励起光によって励起可能なテンプレートデータ生成用の蛍光色素が、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下されて形成された複数のスポットに、少なくとも２つの励起光源の１つから発せられた励起光を照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、光検出器が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出することによって、テンプレートデータを生成するように構成されているから、特異的結合物質を、基板上に滴下して、形成されたすべてのスポットを、画像読み取り装置によって、正確に光電検出して、テンプレートデータを生成することができ、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定することが可能になり、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００３７】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記画像読み取り装置が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成した後、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記少なくとも２つの励起光源の他方から、前記蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起するように構成され、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成し、前記蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、画像データを生成するように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されている。
【００３８】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、画像読み取り装置が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成した後、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、少なくとも２つの励起光源の一方から、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、少なくとも２つの励起光源の他方から、蛍光物質を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起するように構成され、光検出器が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、画像データを生成するように構成され、テンプレート生成手段が、テンプレートデータに基づいて、テンプレートを生成し、定量解析手段が、テンプレート生成手段によって生成されたテンプレートと、画像データをフィッティングすることによって、画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されているから、生体由来の物質を標識している蛍光色素から放出され、画像読み取り装置の光検出器によって光電的に検出される蛍光はすべて、テンプレートに含まれているスポットから放出され、したがって、定量解析手段によって、所望のように、画像データの定量すべき関心領域を確定して、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００３９】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記画像読み取り装置が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、前記特異的結合物質とともに、前記基板上に、スポット状に滴下して、形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成するように構成され、前記画像読み取り装置が、さらに、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を、前記基板上に、前記複数のスポットを形成している前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、前記少なくとも２つの励起光源の他方から、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記光検出器が、前記蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出し、画像データを生成するように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されている。
【００４０】
本発明の別の好ましい実施態様によれば、画像読み取り装置が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を、特異的結合物質とともに、基板上に、スポット状に滴下して、形成された複数のスポットに、少なくとも２つの励起光源の一方から、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、光検出器が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、テンプレートデータを生成するように構成され、画像読み取り装置が、さらに、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を、基板上に、複数のスポットを形成している特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、少なくとも２つの励起光源の他方から、蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、光検出器が、蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出し、画像データを生成するように構成され、テンプレート生成手段が、テンプレートデータに基づいて、テンプレートを生成し、定量解析手段が、テンプレート生成手段によって生成されたテンプレートと、画像データをフィッティングすることによって、画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されているから、生体由来の物質を標識している蛍光色素から放出され、画像読み取り装置の光検出器によって光電的に検出される蛍光はすべて、テンプレートに含まれているスポットから放出され、したがって、定量解析手段によって、所望のように、画像データの定量すべき関心領域を確定して、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００４１】
本発明のさらに別の好ましい実施態様においては、前記画像読み取り装置が、前記特異的結合物質を含有し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含むポリマーを、前記基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットが形成された試料に、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記光検出器が、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、前記テンプレートデータを生成するように構成されている。
【００４２】
本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、画像読み取り装置が、特異的結合物質を含有し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含むポリマーを、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットが形成された試料に、少なくとも２つの励起光源の一方から、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、光検出器が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光電的に検出して、テンプレートデータを生成するように構成されているから、基板上にスポットを高密度に形成するために用いられる粘度の高いポリマーに、特異的結合物質を含有させて、基盤上に、スポット状に滴下し、複数のスポットを形成するだけよいから、画像読み取り装置によって、簡易に、テンプレートデータを生成することができ、定量解析手段によって、テンプレート生成手段によって生成されたテンプレートに基づき、所望のように、定量すべき関心領域を確定して、高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００４３】
本発明の別の好ましい実施態様においては、画像解析装置は、さらに、前記画像読み取り装置が生成したデータを記憶するデータ記憶手段を備え、前記画像読み取り装置が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含む溶液を、スポッターを用いて、基板上に、スポット状に滴下して形成された複数のスポットに、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、前記テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、前記光検出器が、光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、前記テンプレートデータを前記データ記憶手段に記憶させ、別の基板上に、前記特異的結合物質を含む溶液を、前記スポッターを用いて、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された前記生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、前記少なくとも２つの励起光源の他方から、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記生体由来の物質を標識している前記蛍光物質を励起し、前記蛍光色素から放出された蛍光を、前記光検出器が、光電的に検出して、画像データを生成し、前記データ記憶手段に記憶するように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記データ記憶手段に記憶された前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記データ記憶手段に記憶された前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されている。
【００４４】
本発明の別の好ましい実施態様によれば、画像解析装置は、さらに、画像読み取り装置が生成したデータを記憶するデータ記憶手段を備え、画像読み取り装置が、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を含む溶液を、スポッターを用いて、基板上に、スポット状に滴下して形成された複数のスポットに、少なくとも２つの励起光源の一方から、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、テンプレートデータ生成用の蛍光色素を励起し、テンプレートデータ生成用の蛍光色素から放出された蛍光を、光検出器が、光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、テンプレートデータをデータ記憶手段に記憶させ、別の基板上に、特異的結合物質を含む溶液を、スポッターを用いて、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成し、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料に、少なくとも２つの励起光源の他方から、蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、生体由来の物質を標識している蛍光物質を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を、光検出器が、光電的に検出して、画像データを生成し、データ記憶手段に記憶するように構成され、テンプレート生成手段が、データ記憶手段に記憶されたテンプレートデータに基づいて、テンプレートを生成し、定量解析手段が、テンプレート生成手段によって生成されたテンプレートと、データ記憶手段に記憶された画像データをフィッティングすることによって、画像データの関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されているから、スポッターに滴下誤差があっても、画像読み取り装置によって生成されたテンプレートデータに基づいて、テンプレートを生成し、生成されたテンプレートに基づき、定量解析手段によって、所望のように、画像データの定量すべき関心領域を確定して、きわめて高精度で、定量解析を実行することが可能になる。
【００４５】
本発明の前記目的はまた、少なくとも２つの励起光源と、光検出器と、前記光検出器によって、蛍光を光電的に検出して、画像データを生成する画像読み取り装置と、前記画像読み取り装置が生成したデータを記憶するデータ記憶手段と、画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行する定量解析手段と、前記光検出器の前面に励起光の波長の光をカットする取り外し可能なフィルタを備え、さらに、特異的結合物質を、基板上に、スポット状に滴下して、複数のスポットを形成した後、蛍光色素によって標識された生体由来の物質を前記特異的結合物質にハイブリダイズさせて得た試料の前記複数のスポットに、前記フィルタが取り外された状態で、前記少なくとも２つの励起光源の一方から、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射し、前記複数のスポットによって散乱された励起光を、前記光検出器によって光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、前記データ記憶手段に記憶させるように構成されるとともに、前記フィルタを取りつけた状態で、前記蛍光色素を効率的に励起可能な波長の励起光を照射して、前記蛍光物質を励起し、前記蛍光物質から放出された蛍光を、前記光検出器によって光電的に検出して、画像データを生成し、前記データ記憶手段に記憶させるように構成され、前記テンプレート生成手段が、前記データ記憶手段に記憶された前記テンプレートデータに基づいて、前記テンプレートを生成し、前記定量解析手段が、前記テンプレート生成手段によって生成された前記テンプレートと、前記データ記憶手段に記憶された前記画像データをフィッティングすることによって、前記画像データの定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するように構成されたことを特徴とする画像解析装置によって達成される。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００５０】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像読み取り装置の略斜視図である。
【００５１】
図１に示されるように、本実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像読み取り装置は、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発する第１のレーザ励起光源１と、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を発する第２のレーザ励起光源２と、４７３ｎｍの波長のレーザ光４を発する第３のレーザ励起光源３とを備えている。本実施態様においては、第１のレーザ励起光源は、半導体レーザ光源によって構成され、第２のレーザ励起光源２および第３のレーザ励起光源３は、第二高調波生成（Second Harmonic Generation) 素子によって構成されている。
【００５２】
第１のレーザ励起光源１により発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ５により、平行光とされた後、ミラー６によって反射される。第１のレーザ励起光源１から発せられ、ミラー６によって反射されたレーザ光４の光路には、６４０ｎｍのレーザ光４を透過し、５３２ｎｍの波長の光を反射する第１のダイクロイックミラー７および５３２ｎｍ以上の波長の光を透過し、４７３ｎｍの波長の光を反射する第２のダイクロイックミラー８が設けられており、第１のレーザ励起光源１により発生されたレーザ光４は、第１のダイクロイックミラー７および第２のダイクロイックミラー８を透過して、光学ヘッド１５に入射する。
【００５３】
他方、第２のレーザ励起光源２より発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ９により、平行光とされた後、第１のダイクロイックミラー７によって反射されて、その向きが９０度変えられて、第２のダイクロイックミラー８を透過し、光学ヘッド１５に入射する。
【００５４】
また、第３のレーザ励起光源３から発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ１０によって、平行光とされた後、第２のダイクロイックミラー８により反射されて、その向きが９０度変えられた後、光学ヘッド１５に入射する。
【００５５】
光学ヘッド１５は、ミラー１６と、その中央部に穴１７が形成された穴明きミラー１８と、レンズ１９を備えており、光学ヘッド１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７およびレンズ１９を通過して、サンプルステージ２０にセットされたサンプルキャリア２１上に入射する。ここに、サンプルステージ２０は、走査機構（図１においては、図示されていない）によって、図１において、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に構成されている。
【００５６】
本実施態様にかかる画像読み取り装置は、スライドガラス板を担体とし、蛍光色素によって選択的に標識された試料の数多くのスポットが、スライドガラス板上に形成されているＤＮＡマイクロアレイを、レーザ光４によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用の画像データを生成可能に構成され、さらに、蛍光色素によって、選択的に標識された変性ＤＮＡを含む転写支持体を担体とした蛍光サンプルを、レーザ光４によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用の画像データを生成可能に構成されるとともに、放射性標識物質によって選択的に標識された試料の数多くのスポットが形成されたメンブレンフィルタなどの担体を、輝尽性蛍光体を含む輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性蛍光体シートと密着させて、輝尽性蛍光体層を露光して得た放射性標識物質の位置情報が記録された蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層を、レーザ光４によって走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、生化学解析用の画像データを生成可能に構成されている。
【００５７】
図２は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムによって解析される蛍光画像を担持したＤＮＡマイクロアレイの略斜視図である。
【００５８】
図１に示されるように、ＤＮＡマイクロアレイ２２は、スライドガラス板２３上に形成された多数のスポット２４を備えている。
【００５９】
多数のスポット２４は、たとえば、以下のようにして、スライドガラス板２３上に形成される。
【００６０】
まず、多種のｃＤＮＡプローブを含み、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘ（登録商標）が混合された試料液が、スライドガラス板２３上に、スポット状に滴下される。
【００６１】
他方、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを末端に有するｍＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３（登録商標）を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成する。
【００６２】
その一方で、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから、３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを末端に有するｍＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５（登録商標）を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成する。
【００６３】
こうして調製された第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合し、混合液を、特異的結合物質であるｃＤＮＡが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、ハイブリダイズさせる。
【００６４】
図２は、こうして、多数のスポット２４が形成されて、生成されたＤＮＡマイクロアレイ２２を示している。
【００６５】
他方、蛍光色素によって標識された変性ＤＮＡの電気泳動画像は、たとえば、次のようにして、転写支持体に記録される。
【００６６】
すなわち、まず、目的とする遺伝子からなるＤＮＡ断片を含む複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持媒体上で、電気泳動させることにより、分離展開し、アルカリ処理によって変性（denaturation) して、一本鎖のＤＮＡとする。
【００６７】
次いで、公知のサザン・ブロッティング法により、このゲル支持媒体と転写支持体とを重ね合わせ、転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写して、加温処理および紫外線照射によって、固定する。
【００６８】
その後、目的とする遺伝子のＤＮＡと相補的なＤＮＡあるいはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと転写支持体１２上の変性ＤＮＡ断片とを、加温処理によって、ハイブリタイズさせ、二本鎖のＤＮＡの形成（renaturation)またはＤＮＡ・ＲＮＡ結合体の形成をおこなう。次いで、たとえば、フルオレセイン、ローダミン、Ｃｙ−５ などの蛍光色素を用いて、それぞれ、目的とする遺伝子のＤＮＡと相補的なＤＮＡあるいはＲＮＡを標識して、プローブが調製される。このとき、転写支持体上の変性ＤＮＡ断片は固定されているので、プローブＤＮＡまたはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみがハイブリタイズして、蛍光標識プローブを捕獲する。しかる後に、適当な溶液で、ハイブリッドを形成しなかったプローブを洗い流すことにより、転写支持体上では、目的遺伝子を有するＤＮＡ断片のみが、蛍光標識が付与されたＤＮＡまたはＲＮＡとハイブリッドを形成し、蛍光標識が付与される。こうして、得られた転写支持体に、蛍光色素により標識された変性ＤＮＡの電気泳動画像が記録される。
【００６９】
一方、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層には、たとえば、以下のようにして、放射性標識物質の位置情報が記録される。
【００７０】
メンブレンフィルタなどの担体表面を前処理し、次いで、メンブレンフィルタなどの担体表面上の所定の位置に、塩基配列が既知の互いに異なった複数の特異的結合物質であるｃＤＮＡを、スポッター装置を使用して、滴下する。
【００７１】
他方、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを末端に有するｍＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、放射性標識物質を存在させて、放射性標識物質によって標識されたプローブＤＮＡを生成する。
【００７２】
こうして得た放射性標識物質によって標識されたプローブＤＮＡを所定の溶液に調整し、特異的結合物質であるｃＤＮＡが滴下されたメンブレンフィルタなどの担体表面上に静かに載せて、ハイブリダイズさせる。
【００７３】
次いで、ハイブリダイズされた試料が形成されたメンブレンフィルタなどの担体表面に、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層を重ね合わせて、所定時間にわたって、密着状態に保持することによって、メンブレンフィルタなどの担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が、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に吸収され、放射性標識物質の位置情報が、輝尽性蛍光体層に記録される。
【００７４】
レーザ光４が、光学ヘッド１５から、サンプル２２上に入射すると、サンプル２２が、マイクロアレイや蛍光サンプルの場合には、レーザ光４によって、蛍光物質が励起されて、蛍光が発せられ、また、サンプル２２が、蓄積性蛍光体シートの場合には、輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体が励起され、輝尽光が発せられる。
【００７５】
サンプル２２から発せられた蛍光または輝尽光２５は、光学ヘッド１５のレンズ１９によって、平行な光にされ、穴明きミラー１７によって反射されて、４枚のフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを備えたフィルタユニット２７のいずれかのフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄに入射する。
【００７６】
フィルタユニット２７は、モータ（図示せず）によって、図１において、左右方向に移動可能に構成され、使用されるレーザ励起光源の種類によって、所定のフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄが、蛍光または輝尽光２５の光路に位置するように構成されている。
【００７７】
ここに、フィルタ２８ａは、第１のレーザ励起光源１を用いて、サンプル２２に含まれている蛍光物質を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、６４０ｎｍの波長の光をカットし、６４０ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有している。
【００７８】
また、フィルタ２８ｂは、第２のレーザ励起光源２を用いて、サンプル２２に含まれている蛍光色素を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、５３２ｎｍの波長の光をカットし、５３２ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有している。
【００７９】
さらに、フィルタ２８ｃは、第３のレーザ励起光源３を用いて、サンプル２２に含まれている蛍光色素を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、４７３ｎｍの波長の光をカットし、４７３ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有している。
【００８０】
また、フィルタ２８ｄは、サンプル２２が蓄積性蛍光体シートである場合に、第１のレーザ励起光源１を用いて、蓄積性蛍光体シートに含まれた輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から発せられた輝尽光を読み取るときに使用されるフィルタであり、輝尽性蛍光体から発光される輝尽光の波長域の光のみを透過し、６４０ｎｍの波長の光をカットする性質を有している。
【００８１】
したがって、使用すべきレーザ励起光源の種類、すなわち、サンプルの種類、試料を標識している蛍光物質の種類に応じて、これらのフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを選択的に使用することによって、ノイズとなる波長域の光をカットすることが可能になる。
【００８２】
フィルタユニット２７のフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃを透過して、所定の波長域の光がカットされた後、蛍光または輝尽光２５は、ミラー２９に入射し、反射されて、レンズ３０によって、集光される。
【００８３】
レンズ１９とレンズ３０は、共焦点光学系を構成している。このように、共焦点光学系を採用しているのは、サンプル２２が、スライドガラス板２３を担体としたマイクロアレイの場合に、スライドガラス板２３上に形成された微小なスポット状試料から放出された蛍光を、高いＳ／Ｎ比で読み取ることができるようにするためである。
【００８４】
レンズ３０の焦点の位置には、共焦点切り換え部材３１が設けられている。
【００８５】
図３は、共焦点切り換え部材３１の略正面図である。
【００８６】
図３に示されるように、共焦点切り換え部材３１は、板状をなし、径の異なる３つのピンホール３２ａ、３２ｂ、３２ｃが形成されている。
【００８７】
最も径の小さいピンホール３２ａは、サンプル２２が、スライドガラス板２３を担体としたマイクロアレイの場合に、マイクロアレイから放出された蛍光の光路に配置されるものであり、最も径の大きいピンホール３２ｃは、サンプル２２が、転写支持体を担体とした蛍光サンプルの場合に、転写支持体から放出された蛍光の光路に配置されるものである。
【００８８】
また、中間の径を有するピンホール３２ｂは、サンプル２２が、蓄積性蛍光体シートである場合に、輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光の光路に配置されるものである。
【００８９】
このように、レンズ３０の焦点の位置に、共焦点切り換え部材３１を設けて、サンプル２２が、スライドガラス板２３を担体としたマイクロアレイの場合に、最も径の小さいピンホール３２ａを蛍光の光路に位置させているのは、サンプル２２が、スライドガラス板２３を担体としたマイクロアレイの場合には、レーザ光４によって、蛍光色素を励起した結果、蛍光はスライドガラス板２３の表面から放出され、発光点は深さ方向にほぼ一定であるため、共焦点光学系を用いて、径の小さいピンホール３２ａに結像させることがＳ／Ｎ比を向上させる上で望ましいからである。
【００９０】
これに対して、サンプル２２が、転写支持体を担体とした蛍光サンプルの場合に、最も径の大きいピンホール３２ｃを蛍光の光路に位置させているのは、サンプル２２が、転写支持体を担体とした蛍光サンプルの場合には、レーザ光４によって、蛍光色素を励起したときに、蛍光色素は転写支持体の深さ方向に分布しており、しかも、発光点が深さ方向に変動するので、共焦点光学系によって、径の小さいピンホールに結像させることができず、径の小さいピンホールを用いると、試料から放出された蛍光がカットされ、蛍光を光電的に検出したときに、十分な信号強度が得られないため、径の大きいピンホール３２ｃを用いる必要があるからである。
【００９１】
他方、サンプル２２が蓄積性蛍光体シートである場合に、中間の径を有するピンホール３２ｂを輝尽光の光路に位置させているのは、レーザ光４によって、輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体を励起したときは、輝尽光の発光点は輝尽性蛍光体層の深さ方向に分布し、発光点は深さ方向に変動するので、共焦点光学系によって、径の小さいピンホールに結像させることができず、径の小さいピンホールを用いると、試料から放出された輝尽光がカットされ、輝尽光を光電的に検出したときに、十分な信号強度が得られないが、発光点の深さ方向における分布も、発光点の深さ方向の変動も、転写支持体を担体としたマイクロアレイほどではないため、中間の径を有するピンホール３２ｂを用いることが望ましいからである。
【００９２】
共焦点切り換え部材３１を通過した蛍光あるいは輝尽光は、フォトマルチプライア３３によって光電的に検出され、アナログデータが生成される。
【００９３】
フォトマルチプライア３３によって生成されたアナログデータはＡ／Ｄ変換器３４によって、ディジタルデータに変換される。
【００９４】
図４は、サンプルステージ２０の走査機構のうち、主走査機構の詳細を示す略斜視図である。
【００９５】
図４に示されるように、副走査用モータ（図示せず）により、図４において、矢印Ｙで示される副走査方向に移動可能な可動基板４０上には、一対のガイドレール４１、４１が固定されており、サンプルステージ２０は、一対のガイドレール４１、４１に、スライド可能に取り付けられた３つのスライド部材４２、４２（図４においては、２つのみ図示されている。）に固定されている。
【００９６】
図４に示されるように、可動基板４０上には、主走査用モータ４３が固定されており、主走査用モータ４３の出力軸４３ａには、プーリ４４に巻回されたタイミングベルト４５が巻回されるとともに、ロータリーエンコーダ４６が取り付けられている。
【００９７】
したがって、主走査用モータ４３を駆動することによって、サンプルステージ２０を、一対のガイドレール４１、４１に沿って、図４において、矢印Ｘで示される主走査方向に往復移動させ、一方、副走査用モータ（図示せず）によって、可動基板４０を副走査方向に移動させることによって、サンプルステージ２０を二次元的に移動させ、サンプルステージ２０にセットされたサンプル２２の全面を、レーザ光４によって、走査することが可能になる。
【００９８】
ここに、サンプルステージ２０の位置は、ロータリーエンコーダ４６により、モニターすることができるように構成されている。
【００９９】
図５は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する図１に示された画像読み取り装置の制御系、入力系および駆動系を示すブロックダイアグラムである。
【０１００】
図５に示されるように、画像読み取り装置の制御系は、画像読み取り装置全体を制御するコントロールユニット５０を備えており、また、画像読み取り装置の入力系は、オペレータによって操作され、種々の指示信号を入力可能なキーボード５１を備えている。
【０１０１】
図５に示されるように、画像読み取り装置の駆動系は、４つのフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを備えたフィルタユニット２７を移動させるフィルタユニットモータ５２と、共焦点切り換え部材３１を移動させる切り換え部材モータ５３と、サンプルステージ２０を、主走査方向に往復移動させる主走査用モータ４３と、サンプルステージ２０を、副走査方向に間欠的に移動させる副走査用モータ４７を備えている。
【０１０２】
コントロールユニット５０は、第１のレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２または第３のレーザ励起光源３に、選択的に駆動信号を出力するとともに、フィルタユニットモータ５２、切り換え部材モータ５３、主走査用モータ４３および副走査用モータ４７に、駆動信号を出力可能に構成されている。
【０１０３】
以上のように構成された本実施態様にかかる画像解析装置を構成する画像読み取り装置は、ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成された多数のスポット２４中に含まれている標識物質である蛍光色素の蛍光画像を読み取るのに先立って、以下のようにして、ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成された多数のスポット２４の画像が読み取り、テンプレートデータを生成する。
【０１０４】
まず、オペレータによって、ＤＮＡマイクロアレイ２２が、サンプルステージ３０のガラス板３１上にセットされ、ＤＮＡマイクロアレイ２２を読み取るべき旨の指示信号が、キーボード５１に入力される。
【０１０５】
ＤＮＡマイクロアレイ２２を読み取るべき旨の指示信号は、コントロールユニット５０に入力され、コントロールユニット５０は、ＤＮＡマイクロアレイ２２を読み取るべき旨の指示信号を受けると、切り換え部材モータ５３に駆動信号を出力して、共焦点切り換え部材３１を、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように、移動させる。
【０１０６】
本実施態様においては、特異的結合物質を含む試料液中には、４７３ｎｍの波長のレーザ光によって、効率的に励起される蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合されており、多数のスポット２４はすべて、Ｆｌｕｏｒ−Ｘによって標識されているから、テンプレートデータを生成するにあたって、オペレータは、まず、キーボード５１に、蛍光色素がＦｌｕｏｒ−Ｘである旨の指示信号、あるいは、使用すべきレーザ光源を特定する指示信号とともに、テンプレートデータ生成信号を入力する。
【０１０７】
テンプレートデータ生成信号と指示信号は、コントロールユニット５０に入力され、コントロールユニット５０は、テンプレートデータ生成信号と指示信号を受けると、指示信号に基づき、メモリ（図示せず）に記憶されているテーブルにしたがって、第３のレーザ励起光源３を選択するとともに、フィルタ２８ｃを選択し、フィルタユニットモータ５２に駆動信号を出力して、フィルタユニット２７を移動させ、４７３ｎｍの波長の光をカットし、４７３ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有するフィルタ２８ｃを、蛍光２５の光路内に位置させる。
【０１０８】
次いで、コントロールユニット５０は、第３のレーザ励起光源３に駆動信号を出力し、第３のレーザ励起光源３を起動させ、４７３ｎｍの波長のレーザ光４を発せさせる。
【０１０９】
第３のレーザ励起光源３から発せられたレーザ光４は、コリメータレンズ１０によって、平行光とされた後、第２のダイクロイックミラー８によって反射されて、その向きが９０度変えられた後、光学ヘッド１５に入射する。
【０１１０】
光学ヘッド１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７を通過して、レンズ１９によって、サンプルステージ２０にセットされたＤＮＡマイクロアレイ２２上に集光される。
【０１１１】
その結果、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上に形成された多数のスポット２４に含まれたＦｌｕｏｒ−Ｘが励起されて、蛍光が発せられる。
【０１１２】
Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光２５は、レンズ１９によって、平行な光とされ、穴明きミラー１８によって反射され、フィルタユニット２７に入射する。
【０１１３】
フィルタユニット２７は、フィルタ２８ｃが光路内に位置するように移動されているため、蛍光２５はフィルタ２８ｃに入射し、４７３ｎｍの波長の光がカットされ、４７３ｎｍよりも波長の長い光のみが透過される。
【０１１４】
フィルタ２８ｂを透過した蛍光は、ミラー２９によって反射され、レンズ３０によって、結像される。
【０１１５】
レーザ光４の照射に先立って、共焦点切り換え部材３１が、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように移動されているため、蛍光２５がピンホール３２ａ上に結像され、フォトマルチプライア３３によって、光電的に検出されて、アナログデータが生成される。
【０１１６】
このように、共焦点光学系を用いて、スライドガラス板２３の表面の蛍光色素から発せられた蛍光２５をフォトマルチプライア３３に導いて、光電的に検出しているので、データ中のノイズを最小に抑えることが可能になる。
【０１１７】
前述のように、サンプルステージ２０は、主走査用モータ４３によって、図４において、矢印Ｘで示される主走査方向に高速で移動され、副走査用モータ４７により、図４において、矢印Ｙで示される副走査方向に移動されるため、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２の全面が走査される。
【０１１８】
その結果、多数のスポット２４に含まれているＦｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光２５を、フォトマルチプライア４０により光電的に検出することによって、ＤＮＡマイクロアレイ１上に形成された多数のスポット２４の画像を読み取り、アナログテンプレートデータを生成することができる。
【０１１９】
フォトマルチプライア３０によって光電的に検出されて、生成されたアナログテンプレートデータは、Ａ／Ｄ変換器３４によって、信号変動幅に適したスケールファクタで、ディジタル信号に変換され、テンプレートデータが生成されて、ラインバッファ３５に入力される。
【０１２０】
ラインバッファ３５は、走査線１列分の画像データを一時的に記憶するものであり、以上のようにして、走査線１列分のテンプレートデータが記憶されると、そのテンプレートデータを、ラインバッファ３５の容量よりもより大きな容量を有する送信バッファ３６に出力し、送信バッファ３６は、所定の容量のテンプレートデータが記憶されると、テンプレートデータを、画像データ解析装置６０に送信する。
【０１２１】
図６は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像解析装置６０のブロックダイアグラムである。
【０１２２】
図６に示されるように、画像解析装置６０は、画像読み取り装置５５により読み取られて、ディジタル信号に変換されたテンプレートデータなどの画像データを受け、濃度、色調、コントラストなどが適正で、観察解析特性に優れた可視画像を再生し得るように、データ処理を施し、画像データを解析するデータ処理手段６１と、データ処理手段６１によってデータ処理が施された画像データを記憶する画像データ記憶手段６２と、画像データを画像として再生するＣＲＴ６３を備えている。
【０１２３】
画像読み取り装置５５の送信バッファ３６に、一時的に記憶されたテンプレートデータは、画像解析装置６０のデータ処理手段６１の受信バッファ６４に入力されて、一時的に記憶され、受信バッファ６４内に、所定量のテンプレートデータが記憶されると、記憶されたテンプレートデータが、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に出力され、記憶される。
【０１２４】
このようにして、画像読み取り装置５５の送信バッファ３６から、データ処理手段６１の受信バッファ６４に送られ、一時的に記憶されたテンプレートデータは、さらに、受信バッファ６４から、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に記憶される。
【０１２５】
こうして、ＤＮＡマイクロアレイ１の全面を、レーザ光４によって走査して得られたテンプレートデータが、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に記憶されると、データ処理手段６１のデータ処理部６６は、画像データ一時記憶部６５からテンプレートデータを読み出し、データ処理手段６１の一時メモリ６７に記憶して、必要なデータ処理を施した後、必要なデータ処理が施されたテンプレートデータのみを、画像データ記憶手段６２の画像データ記憶部６８に記憶させ、しかる後に、画像データ一時記憶部６５に記憶されたテンプレートデータを消去する。
【０１２６】
画像データ記憶手段６２の画像データ記憶部６８に記憶された画像データは、オペレータが、画像を観察解析するために、データ処理部６６によって、読み出されて、ＣＲＴ６３の画面上に表示されるようになっている。
【０１２７】
図７は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像解析装置６０のデータ処理手段６１のブロックダイアグラムである。
【０１２８】
図７に示されるように、データ処理手段６１は、画像読み取り装置５５の送信バッファ３６から画像データを受け取る受信バッファ６４と、データ処理を実行するデータ処理部６６と、画像データを一時的に記憶する一時メモリ６７を備えている。ここに、一時メモリ６７は、画像データを、二次元的に展開して、一時的に記憶するように構成されている。
【０１２９】
データ処理手段６１は、さらに、ＣＲＴ６３の画面上に表示すべき種々の図形データを記憶する図形データ記憶部７０と、図形データ記憶部７０に記憶された図形データの中から、所定の図形データを選択し、一時メモリ６７に二次元的に展開されて、一時的に記憶された画像データに重ね合わせるために、位置およびサイズを設定する図形データ設定部７２と、一時メモリ７７に一時的に記憶された画像データと、図形データ設定部７２によって選択され、位置およびサイズが決定された図形データとを合成して、合成された画像データおよび図形データを、二次元的に展開して、一時的に記憶するウインドメモリ７４と、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、一時的に記憶された画像データおよび図形データに基づき、ＣＲＴ６３の画面上に、画像を生成する画像表示部７６と、画像データの定量すべき関心領域を確定し、定量解析を実行する定量解析実行手段７８を備えている。
【０１３０】
図形データ設定部７２には、図形データ表示手段８０からの図形データ表示信号が入力され、画像表示部７６には、画像表示指示手段８２からの画像表示指示信号が入力されている。さらに、定量解析実行手段７８には、定量解析指示手段８４からの定量解析指示信号が入力されている。
【０１３１】
本実施態様においては、図形データ表示手段８０、画像表示指示手段８２および定量解析指示手段８４は、それぞれ、キーボード５１あるいはマウス（図示せず）によって操作可能に構成されている。
【０１３２】
図８は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像解析装置６０のデータ処理手段６１に備えられた定量解析実行手段７８のブロックダイアグラムである。
【０１３３】
図８に示されるように、定量解析実行手段７８は、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、一時的に記憶されたテンプレートデータを、ウインドメモリ７４から読み出して、テンプレートデータに基づき、テンプレートを生成するテンプレート生成部９０と、テンプレート生成部９０によって生成されたテンプレートを、二次元的に展開して、記憶するテンプレートメモリ９２と、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、一時的に記憶された画像データを、ウインドメモリ７４から読み出して、テンプレートメモリ９２に記憶されたテンプレートとの間で、フィッティングを実行して、画像データ中の関心領域を設定すべきデータ領域を確定し、図形データ設定部７２に、関心領域設定信号を出力して、図形データ設定部７２によって選択され、位置およびサイズが決定された図形データと、一時メモリ６７に一時的に記憶された画像データとを合成して、画像データに関心領域を設定し、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶させる関心領域設定部９４と、図形データによって、関心領域が設定され、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶された画像データを読み出して、定量解析を実行する定量解析部９６と、定量解析データを保存するデータメモリ９８と、各種演算を実行する演算実行部１００を備えている。
【０１３４】
以上のように構成された画像解析装置６０においては、画像データ記憶部６８に記憶されたテンプレートデータが、一時メモリ６７に、二次元的に展開されて、記憶され、図形データが合成されることなく、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、記憶され、画像表示指示手段９２が操作されることによって、ＣＲＴ６３の画面上に、テンプレート画像が表示される。
【０１３５】
テンプレート生成信号が入力されているときには、コントロールユニット５０は、テンプレート生成部９０に生成信号を出力して、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、記憶されたテンプレートデータを、ウインドメモリ７４から読み出させ、テンプレートを生成させて、テンプレートメモリ９２に、二次元的に展開して、記憶させる。
【０１３６】
こうして、テンプレートが生成され、テンプレートメモリ９２に、二次元的に展開されて、記憶されると、ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成された多数のスポット２４内に含まれた標識物質であるＣｙ−３あるいはＣｙ−５の蛍光画像データが生成される。
【０１３７】
ＤＮＡマイクロアレイ１に形成された多数のスポット２４内に含まれている標識物質であるＣｙ−３の蛍光画像データを生成するときは、オペレータによって、キーボード５１に、蛍光色素がＣｙ−３である旨の指示信号、あるいは、使用すべきレーザ光源を特定する指示信号とともに、蛍光画像データ生成信号が入力される。
【０１３８】
蛍光画像データ生成信号および指示信号は、コントロールユニット５０に入力され、コントロールユニット５０は、蛍光画像データ生成信号と指示信号を受けると、指示信号に基づき、メモリ（図示せず）に記憶されているテーブルにしたがって、第２のレーザ励起光源２を選択するとともに、フィルタ２８ｂを選択し、フィルタユニットモータ５２に駆動信号を出力して、フィルタユニット２７を移動させ、５３２ｎｍの波長の光をカットし、５３２ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有するフィルタ２８ｂを、蛍光２５の光路内に位置させる。
【０１３９】
次いで、コントロールユニット５０は、第２のレーザ励起光源２に駆動信号を出力し、第２のレーザ励起光源２を起動させ、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を発せさせる。
【０１４０】
第２のレーザ励起光源２から発せられたレーザ光４は、コリメータレンズ９によって、平行な光とされた後、第１のダイクロイックミラー７に入射して、反射される。
【０１４１】
第１のダイクロイックミラー７によって反射されたレーザ光４は、第２のダイクロイックミラー８を透過し、光学ヘッド１５に入射する。
【０１４２】
光学ヘッド１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７を通過して、レンズ１９によって、サンプルステージ２０にセットされたＤＮＡマイクロアレイ２２上に集光される。
【０１４３】
その結果、５３２ｎｍの波長のレーザ光４により、ＤＮＡマイクロアレイ２２上に形成された多数のスポット２４に選択的に含まれたＣｙ−３が励起されて、蛍光が発せられる。
【０１４４】
Ｃｙ−３から放出された蛍光２５は、レンズ１９によって、平行な光とされ、穴明きミラー１８によって反射され、フィルタユニット２７に入射する。
【０１４５】
フィルタユニット２７は、フィルタ２８ｂが光路内に位置するように移動されているため、蛍光２５はフィルタ２８ｂに入射し、５３２ｎｍの波長の光がカットされ、５３２ｎｍよりも波長の長い光のみが透過される。
【０１４６】
したがって、励起光である５３２ｎｍの波長の光がカットされ、Ｃｙ−３から放出された蛍光２５の波長域の光のみがフィルタ２８ｂを透過する。
【０１４７】
フィルタ２８ｂを透過したレーザ光４は、ミラー２９によって反射され、レンズ３０によって、結像される。
【０１４８】
レーザ光４の照射に先立って、共焦点切り換え部材３１が、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように移動されているため、蛍光２５がピンホール３２ａ上に結像され、フォトマルチプライア３３によって、光電的に検出されて、アナログデータが生成される。
【０１４９】
このように、共焦点光学系を用いて、スライドガラス板２３の表面の蛍光色素から発せられた蛍光２５をフォトマルチプライア３３に導いて、光電的に検出しているので、データ中のノイズを最小に抑えることが可能になる。
【０１５０】
前述のように、サンプルステージ２０は、主走査用モータ４３によって、図４において、矢印Ｘで示される主走査方向に高速で移動され、副走査用モータ４７により、図４において、矢印Ｙで示される副走査方向に移動されるため、レーザ光４により、ＤＮＡマイクロアレイ２２の全面が走査され、多数のスポット２４に選択的に含まれているＣｙ−３から放出された蛍光２５を、フォトマルチプライア３３によって光電的に検出することによって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上に形成された多数のスポット２４に選択的に含まれているＣｙ−３の蛍光画像を読み取り、アナログ画像データを生成することができる。
【０１５１】
フォトマルチプライア３３によって光電的に検出されて、生成されたアナログ画像データは、Ａ／Ｄ変換器３４によって、信号変動幅に適したスケールファクタで、ディジタル信号に変換され、Ｃｙ−３の蛍光画像データが生成されて、ラインバッファ３５に入力される。
【０１５２】
ラインバッファ３５は、走査線１列分の蛍光画像データが記憶されると、その蛍光画像データを、ラインバッファ３５の容量よりもより大きな容量を有する送信バッファ３６に出力し、送信バッファ３６は、所定の容量のテンプレートデータが記憶されると、蛍光画像データを、画像データ処理装置６０に送信する。
【０１５３】
画像読み取り装置５５の送信バッファ３６に、一時的に記憶された画像データは、画像解析装置６０のデータ処理手段６１の受信バッファ６４に入力されて、一時的に記憶され、受信バッファ６４内に、所定量の画像データが記憶されると、記憶された画像データが、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に出力され、記憶される。
【０１５４】
このようにして、画像読み取り装置５５の送信バッファ３６から、データ処理手段６１の受信バッファ６４に送られ、一時的に記憶された画像データは、さらに、受信バッファ６４から、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に記憶される。
【０１５５】
こうして、ＤＮＡマイクロアレイ２２全面を、レーザ光４によって走査して得られた画像データが、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に記憶されると、データ処理手段６１のデータ処理部６６は、画像データ一時記憶部６５から画像データを読み出し、データ処理手段６１の一時メモリ６７に記憶して、必要なデータ処理を施した後、このような画像データのみを、画像データ記憶手段６２の画像データ記憶部６８に記憶させ、しかる後に、画像データ一時記憶部６５に記憶された画像データを消去する。
【０１５６】
画像データ記憶部６８に記憶された画像データは、一時メモリ６７に、二次元的に展開されて、記憶され、図形データが合成されることなく、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、記憶され、画像表示指示手段８２が操作されると、ＣＲＴ６３の画面上に、蛍光画像が表示される。
【０１５７】
次いで、オペレータによって、定量解析指示手段８４が走査されると、定量解析指示手段８４から、定量解析実行手段７８に定量解析指示信号が出力される。
【０１５８】
定量解析指示信号を受けると、定量解析実行手段７８の関心領域設定部９４は、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、記憶されている画像データを読み出すとともに、テンプレート生成部９０によって生成され、テンプレートメモリ９２に、二次元的に展開されて、記憶されたテンプレートを読み出して、フィッティングを実行して、画像データ中の関心領域を設定すべきデータ領域を確定し、図形データ設定部７２に、関心領域設定信号を出力する。
【０１５９】
図形データ設定部７２は、関心領域設定部９４から関心領域設定信号を受けると、図形データ記憶部７０に記憶された図形データの中から、所定の図形データを選択し、一時メモリ６７に二次元的に展開されて、一時的に記憶された画像データに重ね合わせるために、位置およびサイズを設定し、一時メモリ６７に一時的に記憶された画像データと、図形データ記憶部７０に記憶された図形データの中から選択し、位置およびサイズを決定した図形データとを合成して、合成された画像データおよび図形データを、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶させる。
【０１６０】
こうして、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶された画像データ中には、図形データ設定部７２によって選択された図形によって、定量解析すべき関心領域が確定されている。
【０１６１】
画像表示指示手段８２が操作されると、画像表示指示手段８２から画像表示部７６に画像表示指示信号が出力され、関心領域が設定された蛍光画像が、ＣＲＴ６３の画面上に表示される。
【０１６２】
定量解析実行手段７８の定量解析部９６は、定量解析すべき関心領域が確定され、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶された画像データを読み出して、定量解析を実行し、定量解析結果を、データメモリ９８に保存するとともに、ウインドメモリ７４に出力する。
【０１６３】
ウインドメモリ７４に出力された定量解析結果は、画像表示指示手段８２が操作されると、画像表示指示手段８２から画像表示部８６に画像表示指示信号が出力されて、ＣＲＴ６３の画面上に表示される。
【０１６４】
こうして、Ｃｙ−３の蛍光画像データが生成されて、関心領域が確定され、定量解析結果がＣＲＴ６３の画面上に表示されると、ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成された多数のスポット２４内に含まれた標識物質であるＣｙ−５の蛍光画像データが生成される。
【０１６５】
ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成された多数のスポット２４内に含まれている標識物質であるＣｙ−５の蛍光画像データを生成するときは、オペレータによって、キーボード５１に、蛍光色素がＣｙ−５である旨の指示信号、あるいは、使用すべきレーザ光源を特定する指示信号とともに、蛍光画像データ生成信号が入力される。
【０１６６】
蛍光画像データ生成信号および指示信号は、コントロールユニット５０に入力され、コントロールユニット５０は、蛍光画像データ生成信号と指示信号を受けると、指示信号に基づき、メモリ（図示せず）に記憶されているテーブルにしたがって、第１のレーザ励起光源１を選択するとともに、フィルタ２８ａを選択し、フィルタユニットモータ５２に駆動信号を出力して、フィルタユニット２７を移動させ、６４０ｎｍの波長の光をカットし、６４０ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有するフィルタ２８ａを、蛍光２５の光路内に位置させる。
【０１６７】
次いで、コントロールユニット５０は、第１のレーザ励起光源１に駆動信号を出力して、第１のレーザ励起光源１を起動させ、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発せさせる。
【０１６８】
第１のレーザ励起光源１から発せられたレーザ光４は、コリメータレンズ５によって、平行な光とされた後、ミラー６に入射して、反射される。
【０１６９】
ミラー６によって反射されたレーザ光４は、第１のダイクロイックミラー７および第２のダイクロイックミラー８を透過し、光学ヘッド１５に入射する。
【０１７０】
光学ヘッド１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７を通過して、レンズ１９によって、サンプルステージ２０にセットされたＤＮＡマイクロアレイ２２上に集光される。
【０１７１】
その結果、６４０ｎｍの波長のレーザ光４により、ＤＮＡマイクロアレイ２２上に形成された多数のスポット２４に選択的に含まれたＣｙ−５が励起されて、蛍光が発せられる。
【０１７２】
Ｃｙ−５から放出された蛍光２５は、レンズ１９によって、平行な光とされ、穴明きミラー１８によって反射され、フィルタユニット２７に入射する。
【０１７３】
フィルタユニット２７は、フィルタ２８ａが光路内に位置するように移動されているため、蛍光２５はフィルタ２８ａに入射し、６４０ｎｍの波長の光がカットされ、６４０ｎｍよりも波長の長い光のみが透過される。
【０１７４】
したがって、励起光である６４０ｎｍの波長の光がカットされ、Ｃｙ−５から放出された蛍光２５の波長域の光のみがフィルタ２８ａを透過する。
【０１７５】
フィルタ２８ａを透過したレーザ光４は、ミラー２９によって反射され、レンズ３０によって、結像される。
【０１７６】
レーザ光４の照射に先立って、共焦点切り換え部材３１が、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように移動されているため、蛍光２５がピンホール３２ａ上に結像され、フォトマルチプライア３３によって、光電的に検出されて、アナログデータが生成される。
【０１７７】
このように、共焦点光学系を用いて、スライドガラス板２３の表面の蛍光色素から発せられた蛍光２５をフォトマルチプライア３３に導いて、光電的に検出しているので、データ中のノイズを最小に抑えることが可能になる。
【０１７８】
前述のように、サンプルステージ２０は、主走査用モータ４３によって、図４において、矢印Ｘで示される主走査方向に高速で移動され、副走査用モータ４７により、図４において、矢印Ｙで示される副走査方向に移動されるため、レーザ光４により、ＤＮＡマイクロアレイ２２の全面が走査され、多数のスポット２４に選択的に含まれているＣｙ−５から放出された蛍光２５を、フォトマルチプライア３３によって光電的に検出することによって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上に形成された多数のスポット２４に選択的に含まれているＣｙ−５の蛍光画像を読み取り、アナログ画像データを生成することができる。
【０１７９】
フォトマルチプライア３３によって光電的に検出されて、生成されたアナログ画像データは、Ａ／Ｄ変換器３４によって、信号変動幅に適したスケールファクタで、ディジタル信号に変換され、Ｃｙ−３の蛍光画像データが生成されて、ラインバッファ３５に入力される。
【０１８０】
ラインバッファ３５は、走査線１列分の蛍光画像データが記憶されると、その蛍光画像データを、ラインバッファ３５の容量よりもより大きな容量を有する送信バッファ３６に出力し、送信バッファ３６は、所定の容量のテンプレートデータが記憶されると、蛍光画像データを、画像データ処理装置６０に送信する。
【０１８１】
画像読み取り装置５５の送信バッファ３６に、一時的に記憶された画像データは、画像解析装置６０のデータ処理手段６１の受信バッファ６４に入力されて、一時的に記憶され、受信バッファ６４内に、所定量の画像データが記憶されると、記憶された画像データが、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に出力され、記憶される。
【０１８２】
このようにして、画像読み取り装置５５の送信バッファ３６から、データ処理手段６１の受信バッファ６４に送られ、一時的に記憶された画像データは、さらに、受信バッファ６４から、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に記憶される。
【０１８３】
こうして、ＤＮＡマイクロアレイ２２全面を、レーザ光４によって走査して得られた画像データが、画像データ記憶手段６２の画像データ一時記憶部６５に記憶されると、データ処理手段６１のデータ処理部６６は、画像データ一時記憶部６５から画像データを読み出し、データ処理手段６１の一時メモリ６７に記憶して、必要なデータ処理を施した後、このような画像データのみを、画像データ記憶手段６２の画像データ記憶部６８に記憶させ、しかる後に、画像データ一時記憶部６５に記憶された画像データを消去する。
【０１８４】
画像データ記憶部６８に記憶された画像データは、一時メモリ６７に、二次元的に展開されて、記憶され、図形データが合成されることなく、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、記憶され、画像表示指示手段８２が操作されると、ＣＲＴ６３の画面上に、蛍光画像が表示される。
【０１８５】
次いで、オペレータによって、定量解析指示手段８４が走査されると、定量解析指示手段８４から、定量解析実行手段７８に定量解析指示信号が出力される。
【０１８６】
定量解析指示信号を受けると、定量解析実行手段７８の関心領域設定部９４は、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開されて、記憶されている画像データを読み出すとともに、テンプレート生成部９０によって生成され、テンプレートメモリ９２に、二次元的に展開されて、記憶されたテンプレートを読み出して、フィッティングを実行して、画像データ中の関心領域を設定すべきデータ領域を確定し、図形データ設定部７２に、関心領域設定信号を出力する。
【０１８７】
図形データ設定部７２は、関心領域設定部９４から関心領域設定信号を受けると、図形データ記憶部７０に記憶された図形データの中から、所定の図形データを選択し、一時メモリ６７に二次元的に展開されて、一時的に記憶された画像データに重ね合わせるために、位置およびサイズを設定し、一時メモリ６７に一時的に記憶された画像データと、図形データ記憶部７０に記憶された図形データの中から選択し、位置およびサイズを決定した図形データとを合成して、合成された画像データおよび図形データを、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶させる。
【０１８８】
こうして、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶された画像データ中には、図形データ設定部７２によって選択された図形によって、定量解析すべき関心領域が確定されている。
【０１８９】
画像表示指示手段８２が操作されると、画像表示指示手段８２から画像表示部７６に画像表示指示信号が出力され、関心領域が設定された蛍光画像が、ＣＲＴ６３の画面上に表示される。
【０１９０】
定量解析実行手段７８の定量解析部９６は、定量解析すべき関心領域が確定され、ウインドメモリ７４に、二次元的に展開して、一時的に記憶された画像データを読み出して、定量解析を実行し、定量解析結果を、データメモリ９８に保存するとともに、ウインドメモリ７４に出力する。
【０１９１】
ウインドメモリ７４に出力された定量解析結果は、画像表示指示手段８２が操作されると、画像表示指示手段８２から画像表示部８６に画像表示指示信号が出力されて、ＣＲＴ６３の画面上に表示される。
【０１９２】
こうして、Ｃｙ−５の蛍光画像データが生成されて、関心領域が確定され、定量解析結果がＣＲＴ６３の画面上に表示されると、定量解析は完了する。
【０１９３】
さらに、Ｃｙ−３の蛍光画像中の蛍光強度とＣｙ−５の蛍光画像中の蛍光強度の比などを演算する必要がある場合には、オペレータは、キーボード５１に、演算内容を特定して、演算の実行を求める指示信号を入力する。
【０１９４】
コントロールユニット５０は、演算信号を受けると、定量解析実行手段７８に演算信号を転送する。
【０１９５】
定量解析実行手段７８の演算実行部１００は、演算信号を受けると、データメモリ９８に保存されているＣｙ−３の蛍光画像データの定量解析結果と、Ｃｙ−５の蛍光画像データの定量解析結果とを読み出し、それぞれの蛍光画像中の蛍光強度の比を算出して、ウインドメモリ７４に出力する。
【０１９６】
ウインドメモリ７４に出力された演算結果は、画像表示指示手段８２が操作されると、画像表示指示手段８２から画像表示部７６に画像表示指示信号が出力されて、ＣＲＴ６３の画面上に表示される。
【０１９７】
演算実行部１００によって実行された演算の結果は、必要に応じて、データメモリ９８などに保存することができる。
【０１９８】
蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に記録されたオートラジオグラフィ画像などの放射線画像を読み取るときは、ＤＮＡマイクロアレイ２２に代えて、蓄積性蛍光体シートがサンプルステージ２０にセットされ、第１のレーザ励起光源１およびフィルタ部材２８ｄが選択されて、画像が読み取られ、放射線画像データが生成される。
【０１９９】
本実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘ（登録商標）が混合された試料液が、スライドガラス板２３上に、スポット状に滴下されて、多数のスポット２４が形成され、Ｃｙ−３によって標識された第一のプローブＤＮＡとＣｙ−５によって標識された第二のプローブＤＮＡを混合し、混合液を、特異的結合物質であるｃＤＮＡが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、特異的結合物質とハイブリダイズさせて、ＤＮＡマイクロアレイ２２が生成される。
【０２００】
こうして得られたＤＮＡマイクロアレイ２２を、第３のレーザ励起光源３を起動させて、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを効率的に励起可能な４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって、走査し、多数のスポット２４のすべてに含まれているＦｌｕｏｒ−Ｘを励起して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、テンプレートデータに基づき、テンプレートを生成して、テンプレートメモリ９２に記憶させた後、第２のレーザ励起光源２を起動させて、第１の標識物質であるＣｙ−３を効率的に励起可能な５３２ｎｍの波長のレーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２を走査し、多数のスポット２４に選択的に含まれているＣｙ−３を励起して、Ｃｙ−３から放出された蛍光を光電的に検出して、Ｃｙ−３の蛍光画像データを生成し、関心領域設定部９４により、すべてのスポット２４の画像を含んでいるテンプレートとの間で、フィッティングを実行し、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量解析すべき関心領域を確定し、定量解析部９６によって、定量解析を実行している。
【０２０１】
本実施態様においては、さらに、第３のレーザ励起光源３を起動させて、第２の標識物質であるＣｙ−５を効率的に励起可能な６４０ｎｍの波長のレーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２を走査し、多数のスポット２４に選択的に含まれているＣｙ−５を励起して、Ｃｙ−５から放出された蛍光を光電的に検出して、Ｃｙ−５の蛍光画像データを生成し、関心領域設定部９４によって、すべてのスポット２４の画像を含んでいるテンプレートとの間で、フィッティングを実行し、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量解析すべき関心領域を確定し、定量解析部９６によって、定量解析を実行している。
【０２０２】
したがって、本実施態様によれば、ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成されたすべてのスポットの画像を含むテンプレートを用いて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中およびＣｙ−５の蛍光画像データ中に、定量解析すべき関心領域を確定しているから、スポッターの滴下誤差に起因して、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの基板表面上の所望の位置に、特異的結合物質を滴下することができなくても、テンプレートデータに基づいて、すべてのスポットの位置を知ることができ、したがって、所望のように、定量すべき関心領域を確定するテンプレートを生成して、テンプレートに基づいて、精度よく、定量解析を実行することが可能になる。
【０２０３】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【０２０４】
たとえば、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成して、第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合して得た混合液を、特異的結合物質である多種のｃＤＮＡプローブが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、ハイブリダイズさせて、ＤＮＡマイクロアレイ２２生成した場合につき、説明を加えたが、本発明は、このようにして生成されたＤＮＡマイクロアレイ２２に限定されるものではなく、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質をスライドガラス板２３やメンブレンフィルタの表面上に滴下して、多数の独立したスポット２４を形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって、生体から採取され、あるいは、さらに、化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光色素によって標識された物質と、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質とをハイブリダイズさせて得たマイクロアレイに広く適用することができる。
【０２０５】
さらに、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含む試料液に、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘを混合し、また、第一のターゲットＤＮＡをＣｙ−３によって標識し、第二のターゲットＤＮＡをＣｙ−５によって標識しているが、多種のｃＤＮＡプローブを含む試料液に混合されている蛍光色素と、第一のターゲットＤＮＡを標識している蛍光色素と、第二のターゲットＤＮＡを標識している蛍光色素とが、それぞれ、異なる波長のレーザ光４によって励起される性質を有していればよく、多種のｃＤＮＡプローブを含む試料液に、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘを混合し、第一のターゲットＤＮＡをＣｙ−３によって標識し、第二のターゲットＤＮＡをＣｙ−５によって標識することは必要ではなく、たとえば、多種のｃＤＮＡプローブを含む試料液に、６４０ｎｍの波長のレーザ光４によって励起可能な蛍光色素を混合するとともに、第一のターゲットＤＮＡを４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって励起可能な蛍光色素で標識し、第二のターゲットＤＮＡを５３２ｎｍの波長のレーザ光４によって励起可能な蛍光色素で標識することもできる。
【０２０６】
また、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、すべてのスポット２４にレーザ光４を照射して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成しているが、ＤＮＡマイクロアレイ２２に形成されたすべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータが生成されればよく、多種のｃＤＮＡプローブを含み、蛍光色素Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、すべてのスポット２４にレーザ光４を照射して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成することは必ずしも必要でない。
【０２０７】
さらに、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成して、第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合して得た混合液を、特異的結合物質である多種のｃＤＮＡプローブが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、ＤＮＡマイクロアレイ２２を生成した後に、４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上を走査して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成し、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成して、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成して、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行することによって、スポッターに滴下誤差の影響を最小限に抑制して、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行しているが、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成し、その後に、４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上を走査して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成し、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行することによって、スポッターに滴下誤差の影響を最小限に抑制して、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するようにしてもよい。
【０２０８】
さらに、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、すべてのスポット２４にレーザ光４を照射して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成しているが、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを試料液に混合する代わりに、スライドガラス板２３の表面上に、スポット２４を高密度で形成するために、試料液を高粘度化させるポリマーとして、ターゲットＤＮＡを標識している蛍光色素とは異なる波長のレーザ光４によって励起可能な蛍光色素を含むポリマーを用い、特異的結合物質をポリマーに混合して、滴下し、多数のスポット２４を形成し、ポリマーに含まれた蛍光色素を励起可能な波長のレーザ光４によって、すべてのスポット２４を走査して、励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成することもできる。この場合、ポリマーに含まれた蛍光色素を励起可能な波長のレーザ光４によって、すべてのスポット２４を走査して、励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成した後に、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成し、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するようにしてもよいし、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成し、その後に、ポリマーに含まれた蛍光色素を励起可能な波長のレーザ光４によって、すべてのスポット２４を走査して、励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成し、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するようにしてもよい。
【０２０９】
また、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、すべてのスポット２４にレーザ光４を照射して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成しているが、試料液には蛍光色素を混合せずに、フィルタユニットモータ５２により、フィルタユニット２７を蛍光２５の光路外に移動させた状態で、第１のレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２または第３のレーザ励起光源３を起動して、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上を走査して、スポット２４により散乱されたレーザ光４を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成することもできる。この場合、フィルタユニットモータ５２により、フィルタユニット２７を蛍光２５の光路外に移動させた状態で、第１のレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２または第３のレーザ励起光源３を起動して、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上を走査して、スポット２４により散乱されたレーザ光４を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成した後に、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成し、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するようにしてもよいし、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成し、その後に、フィルタユニットモータ５２により、フィルタユニット２７を蛍光２５の光路外に移動させた状態で、第１のレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２または第３のレーザ励起光源３を起動して、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上を走査して、スポット２４により散乱されたレーザ光４を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成し、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するようにしてもよい。
【０２１０】
さらに、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成して、第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合して得た混合液を、特異的結合物質である多種のｃＤＮＡプローブが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、ＤＮＡマイクロアレイ２２を生成した後に、４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２上を走査して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成しているが、多種のｃＤＮＡプローブを含み、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成した後に、４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって、多数のスポット２４を走査して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、すべてのスポット２４の画像データを含むテンプレートデータを生成し、その後に、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成して、第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合して得た混合液を、特異的結合物質である多種のｃＤＮＡプローブが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、特異的結合物質にハイブリダイズさせ、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成し、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成するようにしてもよい。
【０２１１】
また、前記実施態様においては、多種のｃＤＮＡプローブを含み、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された試料液を、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成して、第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合して得た混合液を、特異的結合物質である多種のｃＤＮＡプローブが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、ＤＮＡマイクロアレイ２２を生成し、４７３ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、テンプレートデータを生成するとともに、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成し、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成しているが、Ｆｌｕｏｒ−Ｘが混合された液を、あるスライドガラス板２３の表面に、スポッターを用いて、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、４７３ｎｍの波長のレーザ光４によって、すべてのスポット２４を走査して、Ｆｌｕｏｒ−Ｘを励起し、Ｆｌｕｏｒ−Ｘから放出された蛍光を光電的に検出して、テンプレートデータを生成し、別のスライドガラス板２３の表面上に、多種のｃＤＮＡプローブを含む試料液を、同じスポッターを用いて、スライドガラス板２３の表面上に、スポット状に滴下して、多数のスポット２４を形成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−３を存在させて、Ｃｙ−３によって標識された第一のターゲットＤＮＡを生成し、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成して、第一のターゲットＤＮＡと第二のターゲットＤＮＡを混合して得た混合液を、特異的結合物質である多種のｃＤＮＡプローブが滴下されたスライドガラス板２３の表面上に静かに載せて、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、ＤＮＡマイクロアレイ２２を生成し、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−３の蛍光画像データを生成して、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−３の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するとともに、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を用いて、第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ−５の蛍光画像データを生成して、テンプレートデータに基づいて、Ｃｙ−５の蛍光画像データ中に、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行することによって、スポッターに滴下誤差の影響を最小限に抑制して、定量すべき関心領域を確定して、定量解析を実行するようにしてもよい。
【０２１２】
また、前記実施態様においては、共焦点切り換え部材３１には、３つの径の異なるピンホール３２ａ、３２ｂ、３２ｃが形成され、蛍光色素によって選択的に標識された試料の数多くのスポットが、スライドガラス板上に形成されているマイクロアレイを、レーザ光４によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、ピンホール３２ａが、輝尽性蛍光体層を露光して得た放射性標識物質の位置情報が記録された蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層を、レーザ光４によって走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、ピンホール３２ｂが、転写支持体上で、電気泳動され、蛍光色素によって選択的に標識された試料を含んだ転写支持体を担体とする蛍光サンプルを、レーザ光４によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、ピンホール３２ｃが、それぞれ、用いられているが、共焦点切り換え部材３１に、ピンホール３２ａ、３２ｂのみを形成し、蛍光色素によって選択的に標識された試料の数多くのスポットが、スライドガラス板上に形成されているマイクロアレイを、レーザ光４によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、ピンホール３２ａを介して、蛍光２５を受光し、輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光２５を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、ピンホール３２ｂを介して、輝尽光を受光し、転写支持体から放出された蛍光２５を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、共焦点切り換え部材３１を、蛍光２５の光路から退避させ、フォトマルチプライア３３の受光光量が増大するように構成することもできるし、また、共焦点切り換え部材３１に、ピンホール３２ａのみを形成し、蛍光色素によって選択的に標識された試料の数多くのスポットが、スライドガラス板上に形成されているマイクロアレイを、レーザ光４によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときにのみ、ピンホール３２ａを介して、蛍光２５を受光し、輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光２５を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときおよび転写支持体から放出された蛍光２５を光電的に検出して、生化学解析用のデータを生成するときには、共焦点切り換え部材３１を、蛍光２５の光路から退避させ、フォトマルチプライア３３の受光光量が増大するように構成することもできる。
【０２１３】
さらに、前記実施態様においては、画像読み取り装置は、第１のレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２および第３のレーザ励起光源３を備えているが、試料液に混合した蛍光色素および標識物質として用いた蛍光色素を効率的に励起することができ、すべてのスポット２４および標識物質の蛍光が読み取り可能に構成されていればよく、３つのレーザ励起光源を備えていることは必ずしも必要ない。
【０２１４】
また、前記実施態様においては、第１のレーザ励起光源１として、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発する半導体レーザ光源を用いているが、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発する半導体レーザ光源に代えて、６３３ｎｍの波長を有するレーザ光４を発するＨｅ−Ｎｅレーザ光源あるいは６３５ｎｍのレーザ光４を発する半導体レーザ光源を用いてもよい。
【０２１５】
さらに、前記実施態様においては、第２のレーザ励起光源２として、５３２ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を用い、第３のレーザ励起光源３として、４７３ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を用いているが、励起する蛍光物質の種類に応じて、第２のレーザ励起光源２として、５３０ないし５４０ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を、第３のレーザ励起光源３として、４７０ないし４８０ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を、それぞれ、用いることもできる。
【０２１６】
また、前記実施態様においては、サンプルステージ２０を、主走査用モータ４３によって、図４において、矢印Ｘで示される主走査方向に高速で往復動させつつ、副走査用モータ４７により、矢印Ｙで示される副走査方向に移動させることによって、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイ２２の全面を走査しているが、サンプルステージ２０を静止状態に維持し、光学ヘッド１５を、図１において、矢印Ｘで示される主走査方向および矢印Ｙで示される副走査方向に移動させるようにしてもよく、さらには、光学ヘッド１５を、図１において、矢印Ｘで示される主走査方向または矢印Ｙで示される副走査方向に移動させ、サンプルステージ２０を、図１において、矢印Ｙで示される副走査方向または矢印Ｘで示される主走査方向に移動させて、レーザ光４により、ＤＮＡマイクロアレイ２２の全面を走査するようにしてもよい。
【０２１７】
さらに、前記実施態様においては、穴１７が形成された穴開きミラー１８を用いているが、穴１７に代えて、レーザ光４を透過可能なコーティングを施すこともできる。
【０２１８】
また、前記実施態様においては、光検出器として、フォトマルチプライア３３を用いて、ＤＮＡマイクロアレイ２２に含まれた蛍光色素から発せられた蛍光を光電的に検出しているが、本発明において用いられる光検出器としては、蛍光輝尽光を光電的に検出可能であればよく、フォトマルチプライア３３に限らず、ラインＣＣＤや二次元ＣＣＤなどの他の光検出器を用いることもできる。
【０２１９】
さらに、前記実施態様においては、画像をＣＲＴ６３の画面上に表示しているが、画像を表示する表示手段は、ＣＲＴ６３に限定されるものではなく、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネル、その他の表示手段を用いることもできる。
【０２２０】
【発明の効果】
本発明によれば、所望のように、定量すべき関心領域を確定することができ、精度よく、定量解析を実行することのできるマイクロアレイ画像検出システム用の画像解析方法および装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像読み取り装置の略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムによって解析される蛍光画像を担持したＤＮＡマイクロアレイの略斜視図である。
【図３】図３は、共焦点切り換え部材の略正面図である。
【図４】図４は、サンプルステージ２０の走査機構のうち、主走査機構の詳細を示す略斜視図である。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する図１に示された画像読み取り装置の制御系、入力系および駆動系を示すブロックダイアグラムである。
【図６】図６は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像解析装置のブロックダイアグラムである。
【図７】図７は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像解析装置のデータ処理手段のブロックダイアグラムである。
【図８】図８は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像解析システムを構成する画像解析装置のデータ処理手段に備えられた定量解析実行手段のブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
１  第１のレーザ励起光源
２  第２のレーザ励起光源
３  第３のレーザ励起光源
４  レーザ光
５  コリメータレンズ
６  ミラー
７  第１のダイクロイックミラー
８  第２のダイクロイックミラー
９  コリメータレンズ
１０  コリメータレンズ
１５  光学ヘッド
１６  ミラー
１７  穴
１８  穴明きミラー
１９  レンズ
２０  サンプルステージ
２１  サンプルキャリア
２２  ＤＮＡマイクロアレイ
２３  スライドガラス板
２４  スポット
２５  蛍光または輝尽光
２７  フィルタユニット
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ  フィルタ
２９  ミラー
３０  レンズ
３１  共焦点切り換え部材
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  ピンホール
３３  フォトマルチプライア
３４  Ａ／Ｄ変換器
３５  ラインバッファ
３６  送信バッファ
４０  可動基板
４１  一対のガイドレール
４２  スライド部材
４３  主走査用モータ
４３ａ  主走査用モータの出力軸
４４  プーリ
４５  タイミングベルト
４６  ロータリーエンコーダ
４７  副走査用モータ
５０  コントロールユニット
５１  キーボード
５２  フィルタユニットモータ
５３  切り換え部材モータ
５５  画像読み取り装置
６０  画像解析装置
６１  データ処理手段
６２  画像データ記憶手段
６３  ＣＲＴ
６４  受信バッファ
６５  画像データ一時記憶部
６６  データ処理部
６７  一時メモリ
７０  図形データ記憶部
７２  図形データ設定部
７４  ウインドメモリ
７６  画像表示部
７８  定量解析実行手段
８０  図形データ表示手段
８２  画像表示指示手段
８４  定量解析指示手段
９０  テンプレート生成部
９２  テンプレートメモリ
９４  関心領域設定部
９６  定量解析部
９８  データメモリ
１００  演算実行部
【図１】
0003913978.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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