ヒドラを用いたバイオアッセイ法による細胞成長因子定量システムの自動化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 09555123
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 計測・制御工学
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 佐々木 和男 富山大学, 工学部, 教授 (60042826)
• 研究分担者: 塚田 章 富山大学, 工学部, 助手 (40236849) ; 川原田 淳 富山大学, 工学部, 助教授 (80195164) ; 花井 一光 京都府立医科大学, 物理学教室, 教授 (40108642) ; 斎藤 建夫 株式会社バイオメディカルサイエンス, 技術部長 ; 斉藤 建夫 (株)バイオメディカルサイエンス, 技術部長(研究職)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: ヒドラ / バイオアッセイ / 成長因子 / 画像処理 / 細胞成長因子

研究概要

平成9年度から11年度における研究成果は以下のとおりである。
1.ヒドラ画像の2値化処理:ヒドラの画像を処理する場合にはまず2値化が必要であるが、Sobelフィルターを用いてヒドラの輪郭線を抽出し、最も長い輪郭線が得られる閾値で2値化する方法、ならびにヒトの視覚系を模擬したニューラルネットワークにより2値化する方法を開発した。計算時間の短さから照明条件が良い場合には後者を用いるのが適切であるが、照明条件が悪い場合には前者の方を用いることが適切であることが明らかになった。2.ヒドラの特徴抽出:ヒドラの触手球形成を判定する特徴量としてヒドラの面積、周囲長、円形度、フラクタル次元などを用いた。個々の特徴量による触手形成応答の判定率はそれぞれ64.5%、87.7%、93.0%、86.3%であった。これらの特徴量に加え新たな特徴量である触手長を考慮したときの判定率は93.2%に上昇した。3.チャンバー自動切替システム:ウエルスキャナーをRS232Cを介してコンピュータ制御し、チャンバーを自動的に切り替えるようにした。さらに、チャンバー全体の画像(640x480画素)からヒドラを中心に持つ画像(320x240画素)を自動的に切り出すようにし、ヒドラが移動してもそれを自動的に追跡できるシステムを構築した。4.触手球形成応答の増強:グルタチオンを与える際に振動刺激を加えると触手球形成応答が増強されることが判明した。触手球形成応答を調べる特徴量によっては若干その振動周波数が異なったが、27Hzから31Hzの間にあった。