光束分割法による細胞機能動態の顕微測光と画像解析の同時処理システムの試作

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61870098
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 神野 耕太郎 医科歯科大, 医学部, 教授 (40025630)
• 研究分担者: 酒井 哲郎 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (40153845) ; 廣田 秋彦 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (50156717)
• キーワード: 細胞機能 / 光測分割法 / 顕徴測定 / 画像解析 / 光学的同時処理システム

研究概要

1.処理システムの基本設計
先ず光学系に、ハーフミラー法あるいはダイクロイックミラー法により被検試料からの光束を二つに分割できる光学顕徴鏡を用いたシステムの基本設計を行なった。これは分割された二つの光束の一つをフォトダイオードあるいは光電子増倍管で受光し、顕徴測光を行ない、もう一つの光束をビデオカメラで捉えて画像処理を同時に行なうよう設計されたものである。
2.基本的組み立ての実施
上に述べたシステムを実現するため、本年はハーフミラー方式により、透過光測光と画像処理ができる装置について検討した。光束を分離できるVFD-R型螢光顕徴鏡(日本光学)を選び、これによって二つに分割された被検体からの光束の一つはフォトダイオードで充分ディテクトできることが確かめられた。一方、もう一つの光束を画像処理用として捉える方法として、ナイトビュア(浜松ホトニクス)方式について検討したが、これは適当でないことが明らかになり、高感度ビデオカメラを用いることに変更し、これは次年度へ持ち越されることになった。
3.顕徴測光
顕徴測光については、膜電位感受性色素を用いて活動電位の光学的測定と、カルシウム感受性色素を用いた細胞内カルシウムの測定について検討を行ったが、これは充分可能なことが明らかになった。
4.コンピュータープログラミング
このシステム用としてのコンピュータープログラミングを行ない、活動電位、カルシウム測定用のものは作成した。

研究成果

• [文献書誌] Komuro,H.;Sakai,T.;Hirota,A.;Kamino,K.: Japanese Journal of Physiology. 36. 123-137 (1986)
• [文献書誌] Hirota,A.;Kamino,K.;Komuro,H.;Sakai,T.: Journal of Physiology(London). 383. 711-728 (1987)
• [文献書誌] Sakai,T.;Komuro,H.;Hirota,A.;Kamino,K.: Journal Physiology Society of Japan. 48. 343 (1986)
• [文献書誌] 神野耕太郎,廣田秋彦,酒井哲郎,小室仁: 生物物理. 26. 138-143 (1986)