in vivoでのマクロからミクロまでのバイオイメージングシステム超高感度EM－CCDカメラと画像処理オートフォーカスおよび携帯型蛍光マイクロスコープの開発

摘要

バイオイメージングシステムには、蛍光顕微鏡を使用したFISH等の細胞観察、蛋白質観察などのミクロ蛍光観察と、人、豚、マウス、線虫などのマクロ蛍光観察のイメージング等がある。いずれも蛍光の光が弱く撮像には冷却型の蓄積カメラで数秒から数分の露光時間をかけて行っている。この蛍光撮像方法は、in vivoの撮影で動きのある線虫などの観察、また、血液、リンパの観察などには不都合が生じる。これらの蛍光撮影を動画映像として撮影する必要がある時など、蓄積時問を極力短くする必要がある。今回開発した超高感度EM．CCDカラーカメラは、高電子倍増機能をカラーCCD撮像素子に内蔵したカメラで蓄積なしでフル動画撮影が可能である。また、カラーカメラだが、可視光から赤外光までの幅広い蛍光像の動画撮影が可能である。画像処理オートフォーカスは、高倍率顕微鏡の対物レンズにPIEZOアクチエユタを取り付けるだけで自動フォーカス顕微鏡になる。フォーカス検出は、撮像画像そのものの映像を輝度分散等のアルゴリズムを駆使することで、試料そのものにピント合わせが可能になる。さらに、カラー画像処理のため、多重染色蛍光で狙った蛍光色にもピント合わせをすることが可能になる。携帯蛍光マイコロスコープでは、比較的大きな生物の或る部分そのまま蛍光観察するときなど、マイクロスコープをアームの先に取り付けて、被写体の種々の角度から蛍光撮像が可能になる。これらの開発機器を組み合わせたイメージングシステムを紹介する。