フィッション・トラック ニュースレター 第１６号 7-10 ２００３年

共焦点レーザー顕微鏡を用いたフィッション･トラック自動計数の基礎的研究
猪又竜 *・金森智哉 **・山口一裕 **・北岡豪一 **Fundamental�study�on�automatic�fission�track�counting�
using�a�confocal�scanning�laser�microscope
Ryu�Inomata*，Tomoya�Kanamori**，Kazuhiro�Yamaguchi**�
and�Kohichi�Kitaoka***����� 岡山理科大学大学院理学研究科�( 現�京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻 )�
���� 岡山理科大学理学部基礎理学科**

はじめにるのではないだろうか．

フィッション･トラック� (FT)� 年代測定法は本研究では，CSLM と画像処理ソフトウェ

試料中の自発トラック密度が，その試料の年アを用いた FT 自動計数についての基礎的な代とウラン濃度に比例しているという原理に実験を行ったので報告する．

基づいている．自発トラック密度は，測定者実験が一般的な�顕微鏡下で，単位面積あたりのエッチングされたトラックを数えることで求高知県足摺岬付近からの深成岩 7 試料，歌められる．現在のこのような方法では，一試長流紋岩からジルコンを一般的な方法で分離料の FT 計数に対して数時間を要してしまう．

した後，PFA テフロンシートにマウントした．

そ こ で，FT 計 数 の 能 率 を 上 げ る た め い

それぞれのシートは研磨を行い結晶内部面をくつかの画像処理による自動計数が試みら露出させた．エッチングは NaOH‐KOH� 等れた� (Wadatsumi� and� Masumoto，1989;�

モル共融液を用い，225℃で 40 ～ 60 時間行っ

Schwarze� et� al.,� 1996;� Masumoto� and�

た．

Raghavan，1994)．しかし，一般的な光学Carl� Zaiss 社製湿式対物レンズ� ( × 100)�

顕微鏡下の FT 像を利用しているため，トラッと接眼レンズ�( × 10)�を用いて自発トラッククを正確に認識できず，いまだ実用化には密度を測定した．FT の計数領域は一度結晶至っていない．つまり，深さ方向にさまざま面から焦点をずらし FT が見えない状態で決な角度で存在するトラック像が，使用した顕定した．トラックは以下の４つの項目に注意

微鏡の焦点深度に依存しているためである．

して識別した．(1)� 直線性，(2)� 一定長，(3)�

最近，Petford� and� Miller� (1992)� は，共発生方向のランダム性，(4)� 明確な終端を持

焦点レーザー顕微鏡� (Confocal� Scanning�

つこと�( 檀原�1995)．

Laser� Microscope：以下 CSLM)� を用いてマイカディテクター上の誘導トラックを観察

測定エリアは一辺 29.9μ m の正方形とした．これは後に CSLM を用いて観察する際した．その像は高解像度で非常に焦点深度のに，測定エリアを CSLM 画像と完全に一致浅いものであり，トラックはエッチピットとさせるためである．合計 134 エリアを計数し，して観察された．もしこれと同様にジルコン全てのトラックをスケッチして CSLM 画像やアパタイト中の自発トラックがエッチピッとの比較に用いた．

トとして観察できれば，トラックの存在角度

CSLM は，レーザー波長 633nm，焦点深に関係なくエッチピットとして観察できるの度 0.7μ m，スキャンスピード 2s に設定し，で，トラック計数が画像処理により可能とな光学顕微鏡下で計数したエリアとまったく同7

Fig.�2．
Scion�Image を用いた自動計数結果の一例．

�(3)�� 指定した範囲内� ( ピクセル数 )� の対象物が自動計数される
従来の方法による計数結果と自動計数結果を比較し考察した．

結果と考察
1．CSLM を用いた FT 像
Surface� tracks� は CSLM を用いることによってエッチピットとして観察できた� (Fig.�
Fig.� 1．ジルコン中の FT 像．CSLM 像� (a)，従来の顕微鏡像� (b)．(a)� と� (b)� は同一エリア．Scale�bar�=�10μm．

1)．従来の光学顕微鏡では見えていた confined� track や結晶内部のインクルージョンは観察されないこともわかった．
しかし，結晶表面から浅い角度で存在して一の範囲内の画像をパソコンに TIFF 形式でいるトラックはレーザーとの干渉縞を表して取り込んだ．

いた．干渉縞は CSLM の設定を変更しても画像処理には Scion� Image というフリー消えることはなかった．この干渉縞の黒い部のソフトウェアを用いた．このソフトは細胞分を Striped� Pattern� (SP)� と呼ぶことにすや染色体などを自動計数する際に用いられてる．また，しばしば 2 つもしくはそれ以上のいる．Scion� Image では指定した範囲内のエッチピットが極めて近接しているために 1ピクセル数を持つ対象物を計数するという命つのエッチピットとして観察されることがあ令になっているため，スケッチと比較しながる．トラック長の情報が失われているため，ら，約 3000 個のエッチピットのピクセル数

CSLM 像のみで識別するのは困難である．こを測った．の 2 つ以上のエッチピットが 1 つのものとしScion�Image�を用いた自動計数の流れは以て観察されるものを Jointed�Spots�(JS)�と呼下のとおりである．

ぶことにする．これら SP と JS は FT のラン

�(1)�� 計数対象物を赤色に置き換えるダム性から，トラック密度に関係なく一定の�(2)�� ピクセル数の最小値，最大値を入力割合で起こるものと予想できる．

する

2．トラック自動計数

8Fig.� 2� は Fig.� 1 の CSLM 画像を Scion�
Image で自動計数した結果である．全ての対象物が計数され，38 個という結果を得た．
38 個中 37 個はエッチピットであるが，20番は SP を計数したものである．このエリアには JS は起こっていなかったが，他のエリアではしばしば確認でき，計数値に影響していた．
Table� 1 は 134 エリアの従来の方法での計数結果�(Ntc)�と自動計数結果�(Nta)�の一部である．ほとんどのエリアで，Ntc よりも Ntaが若干多い値である．このことから JS より

Fig.�3．Nta に対する Ksp�( 上 )�と Kjs�( 下 )�の関係。
�( 横軸；計数エリアの面積は全て等しいので、密度に置き換えてある )．

も SP を計数する割合が多いことを示唆している．
そこで以下の式が考えられる．
Nta�=�N�+�Nsp�-�Njs・・・・・・�(1)�

Kjs を調べ，プロットしたものである．全体的にはほぼ一定の値におちついているように

ここで，N は真のエッチピットの数� (Sur-見える．しかし低密度試料では 1 エリアあた

face� track の数 )，Nsp は SP を計数した数，りの計数対象が非常に少ない為，Nsp や Njs

Njs は JS を数えた数である．SP，JS はトラッの割合が高くなり，ばらつきが大きい．そクのランダム性から計数値に独立して一定のこでいくつかの密度に区切って，それぞれ割合で起こると考えられるので，以下の式がの平均値を求めたところ，Ksp，Kjs は一定考えられる．の値をとることがわかった．Ksp は 0.078�
±� 0.076，Kjs は 0.024� ±� 0.034 となった．

Ksp�=�Nsp�/�Nta，・・・・・・�(2)�

Ksp，Kjs がそれぞれ一定の値で起こることがわかったので以下の補正係数 Ksj を定義す

Kjs�=�Njs�/�Nta．
・・・・・・�(3)�

る．

Ksp，Kjs は Nta に対する Nsp，Njs の割

Ksj�=�(1�-�Ksp�+�Kjs)�

合である．(1)，(2)，(3)�式から，

N�=�Nta ･ Ksj
Ksj�=�0.946�±�0.083

N�=�Nta�(1�-�Ksp�+�Kjs)．
３．補正計数 Ksj の評価
Fig.� 3 は，134 エリアについて，Ksp と新しく試料を調整し，従来の方法でトラックを計数し CSLM 画像を取り込んだ．この際スケッチは行わなかった．同様の方法で自Table� 1．従来の方法による計数結果と自動計数結果の比較�( 一部 )�

動係数を行い Ksj で補正させ結果を比較した�
(Table� 2)．この補正は，画像中の SP，JS の存在は確認せず一様に行った．結果，低密度試料ゆえに多少のばらつきがあるが，全体のNtc：従来の方法での計数結果，Nta ＝自動計数結
果平均値はよく一致した．
さらに多くの試料を用いて Ksj の精度を高9Table�2．補正後の自動計数結果．

めることが必要である．

まとめ
CSLM を用いることにより，FT をエッチピットとして観察でき，トラックの情報を簡略化できた．CSLM 画像中で問題となった，浅い角度で存在するトラックとレーザーによる干渉縞や，2 つ以上のエッチピットが 1 つのものとして観察されることが一定の割合で起こることがわかった．CSLM 画像を Scion�
Image で処理し，自動計数させ一定の数値で補正させることによって従来の方法で計数した場合とよく一致した結果を得ることができた．

文献
檀原徹，1995，第四紀研究，34，221-237
P e t f o r d，N . � a n d � M i l l e r，J，A．1992，
American�Mineralogist，77，523-533．
Wadatsumi，K.�and�Masumoto，S．1989，
J．
Geosci．Osaka� City� University，32，
23-37．
Masumoto，S.� and� Raghavan，V.,� 1994，
FT�newsletter，7，52-53．

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