JP5745919B2 - 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム - Google Patents
細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5745919B2 JP5745919B2 JP2011101377A JP2011101377A JP5745919B2 JP 5745919 B2 JP5745919 B2 JP 5745919B2 JP 2011101377 A JP2011101377 A JP 2011101377A JP 2011101377 A JP2011101377 A JP 2011101377A JP 5745919 B2 JP5745919 B2 JP 5745919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- optical path
- path length
- stem cells
- circular shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 118
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 271
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 claims description 202
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 167
- 210000003855 cell nucleus Anatomy 0.000 claims description 77
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 32
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 60
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000007876 drug discovery Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 231100000820 toxicity test Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
- G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
- G01N33/502—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing non-proliferative effects
- G01N33/5026—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing non-proliferative effects on cell morphology
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/06—Means for illuminating specimens
- G02B21/08—Condensers
- G02B21/14—Condensers affording illumination for phase-contrast observation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/60—Type of objects
- G06V20/69—Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
- G06V20/693—Acquisition
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/60—Type of objects
- G06V20/69—Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
- G06V20/695—Preprocessing, e.g. image segmentation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/60—Type of objects
- G06V20/69—Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
- G06V20/698—Matching; Classification
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
- G01N21/6458—Fluorescence microscopy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physiology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
まず、本発明の基本概念を先に説明する。図1は、品質の良い幹細胞と(図1の(A))、品質の良くない幹細胞(図1の(B))の例を示す定量位相顕微鏡の画像であり、本発明は、品質の良い細胞と品質の良くない細胞とを、定量的で且つ自動化が可能で、更に精度高く判別し、それによって細胞コロニーの状態を判別する方法、装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
引き続き、本発明の実施形態に係る細胞解析システム1の構成について説明する。細胞解析システム1は、多数の細胞から構成される細胞コロニーの光路長画像を用いて、当該細胞コロニーの解析を行うものである。図6は細胞解析システム1の構成図であり、図7は細胞解析装置Dの機能的構成を示す概要図であり、図8は細胞解析装置Dのハードウェア的構成を示す概要図である。
試料台A4は、例えば、中央に光を透過可能な光透過部A41を備えるとともに、上向き面に測定試料Sを載置可能な載置面A42を有する略板状のものである。載置面A42に測定試料Sを載置した状態で上方から光を照射することにより、測定試料Sを透過した光(被測定光H1)が光透過部A41を透過して対物レンズA5に向かうようにしている。なお、光透過部A41は、例えばガラス等の光を透過可能な部材より形成したものであってもよいし、単なる孔であってもよい。対物レンズA5は、例えば、操作部(図示しない)の操作に基づいて、入射してくる被測定光H1をその操作に係る所定の倍率で拡大させて平行光(被測定光H1)として出射するものである。反射部A6は、例えば全反射型のミラーであって、対物レンズA5からの被測定光H1を全反射させて光干渉部A7に導入できるようにしている。光干渉部A7は、被測定光H1を、2つの光H1a、H1bに分離する光分離素子A71と、この光分離素子A71が出射する被測定光H1(H1a、H1b)を収束光H2(H2a、H2b)に変換する集光レンズA72と、収束光H2の収束位置に配した空間フィルタA73と、空間フィルタA73を透過した物体光H3と参照光H4とを重ね合わせて干渉縞を生成する合成レンズA75とを具備するものである。ここで、光分離素子A71は、回折格子を用いて構成したものである。さらには、光分離素子A71は、偏光方向が互いに異なる2つの光に分離する偏光分離素子であっても良い。その場合、光干渉部A7は、被測定光H1を、偏光方向が互いに異なる2つの光H1a、H1bに分離する光分離素子A71と、収束光H2(H2a、H2b)に変換する集光レンズA72と、収束光H2の収束位置に配した空間フィルタA73と、空間フィルタA73を透過した物体光H3と参照光H4と、この空間フィルタA73の出射側に配した半波長板A74と、この半波長板A74により偏光方向を揃えられた物体光H3と参照光H4とを重ね合わせて干渉縞を生成する合成レンズA75と、を具備するものである。もしくは、空間フィルタA73の出射側に配した半波長板A74に代えて偏光子を配して物体光H3と参照光H4の偏光方向を揃えても良い。なお、以上で説明した定量位相顕微鏡Aの構成は一つの例に過ぎず、本発明はこの構成例に限定されるものではない。
引き続き、細胞解析装置Dの構成について説明する。図8に示すように、細胞解析装置Dは、物理的には、CPU D11、ROM D12及びRAM D13等の主記憶装置、キーボード及びマウス等の入力デバイスD14、ディスプレイ等の出力デバイスD15、例えば撮像装置C等の他の装置との間でデータの送受信を行うためのネットワークカード等の通信モジュールD16、ハードディスク等の補助記憶装置D17などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述する細胞解析装置Dの各機能は、CPU D11、ROM D12、RAM D13等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU D11の制御の元で入力デバイスD14、出力デバイスD15、通信モジュールD16を動作させると共に、主記憶装置D12,D13や補助記憶装置D17におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
引き続き、以上のように構成された細胞解析システム1により行われる動作について詳細に説明する。図9は、細胞解析システム1により行われる動作を示すフローチャートである。
最初に、取得部D1が細胞コロニーの光路長画像を取得する。細胞コロニーの光路長画像は、定量光路長画像であり、定量位相顕微鏡Aの出力を撮像装置Cが撮像し、これを細胞解析装置Dの取得部D1に出力することで得られる。なお、本実施形態では、幹細胞を細胞の一例として挙げて以下の動作説明を行うものとする。
(a)良い幹細胞
(b)良くない幹細胞のうち、核が円形形状のもの
(c)良くない幹細胞のうち、核が異形のもの
(d)幹細胞でないもののうち、円形形状のもの
(e)幹細胞でないもののうち、異形のもの
次に、抽出部D2が、当該取得した定量光路長画像中において、細胞の細胞核に対応する円形形状を抽出する。抽出部D2は、定量光路長画像から幹細胞コロニーの領域をまず特定し、その後に各幹細胞の細胞核に対応する円形形状の抽出を行っても良い。円形形状の抽出の際には、前処理として輪郭抽出をまず行い、その後に当該輪郭画像に対してハフ変換で投票率の高い部分を求めることにより、円形形状の抽出を行うようにしても良い。ハフ変換は効率よく円形形状を抽出するに適した手法であるが、これに限らず、例えば曲率等に基づいて円形形状を抽出するようにしても良い。抽出部D2が抽出する円形形状は真円形形状であっても良く、当該真円形形状は所定範囲(例えば11〜14um程度)の直径を有する真円形形状であっても良く、または楕円形形状であっても良い。
(a)良い幹細胞
(b)良くない幹細胞のうち、核が円形形状のもの
(d)幹細胞でないもののうち、円形形状のもの
次に、比較部D3が、ステップS2にて当該抽出した円形形状に対し、その内側の光路長および外側の光路長を比較する。比較部D3は、光路長比較の結果、円形形状の内側領域(細胞核を構成する部分)の光路長の値に比べて、円形形状の外側領域(細胞質を構成する部分)の光路長の値が大きいものを抽出する。ここで、比較部D3は、円形形状の内側の光路長の平均値に比べて、円形形状の外側の光路長の平均値が所定の閾値以上であることを判断基準として、抽出を行っても良い。または、比較部D3は、円形形状に直交する水平垂直のプロファイルの勾配が、円形形状の外側から内側に向かってマイナス方向になることを判断基準として、抽出を行っても良い。
次に、解析部D4が、ステップS3にて当該抽出したものに対し、細胞単位での解析を行う。解析部D4は、ステップS3にて抽出したもの、つまりステップS2にて抽出した円形形状における内側の光路長に比べて外側の光路長が大きい場合に、当該細胞が品質の良い細胞と判断する。なぜなら、ステップS3における抽出にて、上記(a)、(b)、(d)のうち、(a)のみが残るからである。
光路長=屈折率×物理的厚さ…(1)
ここで、細胞核(細胞核の内側)の屈折率は、下記の式(2)に示すように、一般に、細胞質(細胞核の外側)の屈折率よりも低いことが知られている(例えば下記の参考文献1を参照)。
細胞核の内側の屈折率<細胞核の外側の屈折率…(2)
<参考文献1>
Syntheticaperture tomographic phase microscopy for 3D imaging of live cells intranslational motion, Niyom Lue, Wonshik Choi, Gabriel Popescu, Kamran Badizadegan,Ramachandra R. Dasari, and Michael S. Feld, Optics Express, Vol. 16, Issue 20,pp. 16240 - 16246, 2008
(品質の良い幹細胞)
細胞核の内側の物理的厚さ≒細胞核の外側の物理的厚さ…(3)
一方で、品質の良くない幹細胞は、下記の式(4)に示すように、細胞核の内側の物理的厚さが、細胞核の外側の物理的厚さに比べて、遥かに厚い。なぜなら、品質の良くない幹細胞は、隣接する幹細胞の距離が遠いので、細胞核間の細胞質が薄くなるからである。
(品質の良くない幹細胞)
細胞核の内側の物理的厚さ>>細胞核の外側の物理的厚さ…(4)
(品質の良い幹細胞)
細胞核の内側の光路長<細胞核の外側の光路長…(5)
一方、品質の良くない幹細胞に関しては、上記式(2)と(4)の関係を式(1)において考慮すると、光路長について下記の式(6)が成立する。
(品質の良くない幹細胞)
細胞核の内側の光路長>細胞核の外側の光路長…(6)
以上のステップS4における手法により、品質の良い幹細胞と品質の良くない幹細胞を判断した後に、解析部D4は、当該品質の良い幹細胞と判断された幹細胞の単位面積当たりの数が閾値以上である場合に、当該細胞コロニーが品質の良い幹細胞コロニーと判断する。具体的には、例えば品質の良い幹細胞と判断された幹細胞の密度(個/mm2)が閾値以上である場合に、当該細胞コロニーが品質の良い幹細胞コロニーと判断する。
次に、表示部D5が、上記ステップS5にて品質の良いと判断された幹細胞コロニーに含まれる領域を特定し表示する。図13は、表示部D5による表示の一例を示す。図13の例では、表示部D5が擬似カラーマッピングによる表示を行っている。図13は、品質の良い幹細胞と判断された情報量(例えばステップS3およびS4で抽出された真円形状)と、それ以外を濃淡で区別つけて表示している。符号Aで表示されている濃い部分には、品質の良い幹細胞と判断された情報量が存在する。一方、符号Bで表示されている淡い部分には、品質の良くない幹細胞と判断された情報量が存在する。なお、符号Cで表示されている部分には何も存在しない。発明者による実際の実施態様では図13がカラーで表示されるが、出願手続き上、願書に添付する図13は白黒の図である点に注意されたい。なお、本出願人は図13の実際のカラーの図面を例えば上申書にて別途提出することとする。以上のような図13により、幹細胞コロニーのどの領域に品質の良い状態の幹細胞が存在しているかを示す2次元分布を一目で把握することができる。すなわち、図13の左側は品質の良くない状態の幹細胞が多く存在しており(符号B)、品質の良くない領域と判断される部分である。図13の右側は品質の良い状態の幹細胞が多く存在しており(符号A)、品質の良い領域と判断される部分である。
本発明は、細胞解析プログラムとして構成されることもでき、以上の細胞解析装置Dに関する説明は、コンピュータを細胞解析装置Dとして動作させる細胞解析プログラムに関する説明としても捉えることができる。重複する説明は省略するが、細胞解析プログラムは、コンピュータを、以上で説明した取得部D1、抽出部D2、比較部D3、解析部D4、および表示部D5として機能させる。細胞解析プログラムは、例えば、記録媒体に格納されて提供される。なお、記録媒体としては、フレキシブルディスク、CD、DVD等の記録媒体、ROM等の記録媒体、または半導体メモリ等が例示される。
続いて、本実施形態にかかる細胞解析システム1の作用及び効果について説明する。本実施形態の細胞解析システム1によれば、幹細胞コロニーの解析を定量的で且つ自動化された手法により精度高く行うことができる。すなわち、幹細胞の核に対応する円形形状を抽出する手順と、当該円形形状に対し、その内側の光路長および外側の光路長を比較する手順を両方とも備えることにより、幹細胞コロニーの解析を定量的で且つ自動化された手法により精度高く行うことができる。幹細胞の核の内側および外側の光路長の違い、つまり幹細胞の核における光路長と幹細胞の核の周りの細胞質における光路長との違いに着目したことで、品質の良い幹細胞の特有の情報を幹細胞コロニーの解析に利用することができ、これにより定量的で且つ自動化された手法による幹細胞コロニーの解析が実現できるからである。更に、形が丸いという形状の情報のみならず、光路長の定量的な違いに着眼したことで、円形形状の抽出だけでは適切な解析が不可能だったことを補うことができ、これにより精度の高い解析が実現できるからである。
Claims (15)
- 多数の幹細胞から構成される細胞コロニーの光路長画像を用いて、前記細胞コロニーの解析を行う細胞解析装置における細胞解析方法であって、
前記細胞解析装置の取得手段が、前記細胞コロニーの光路長画像を取得する取得ステップと、
前記細胞解析装置の抽出手段が、前記取得ステップで取得した前記光路長画像中において、前記幹細胞の細胞核に対応する円形形状を抽出する抽出ステップと、
前記細胞解析装置の比較手段が、前記抽出ステップで抽出した前記円形形状に対し、前記細胞核における光路長に対応する内側の光路長、および前記細胞核の周りの細胞質における光路長に対応する外側の光路長を比較する比較ステップと、
前記細胞解析装置の解析手段が、前記比較ステップでの比較結果に基づき、前記細胞コロニーの解析を行う解析ステップと、
を備えることを特徴とする細胞解析方法。 - 前記比較ステップでは、前記円形形状における前記内側の光路長に比べて前記外側の光路長が大きい幹細胞を抽出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の細胞解析方法。 - 前記解析ステップでは、前記比較ステップで抽出した前記円形形状における前記内側の光路長に比べて前記外側の光路長が大きい幹細胞について、当該幹細胞が品質の良い幹細胞と判断される、
ことを特徴とする請求項2に記載の細胞解析方法。 - 前記解析ステップでは、前記品質の良い幹細胞と判断された幹細胞の単位面積当たりの数が閾値以上である場合に、当該細胞コロニーが品質の良い細胞コロニーと判断される、
ことを特徴とする請求項3に記載の細胞解析方法。 - 前記細胞解析装置の表示手段が、前記品質が良いと判断された細胞コロニーに含まれる領域を特定し表示する表示ステップを更に備える、
ことを特徴とする請求項4に記載の細胞解析方法。 - 前記光路長画像は、定量光路長画像である、
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の細胞解析方法。 - 前記円形形状は真円形形状である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の細胞解析方法。 - 前記真円形形状は、所定範囲の直径を有する真円形形状である、
ことを特徴とする請求項7に記載の細胞解析方法。 - 前記円形形状は楕円形形状である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の細胞解析方法。 - 多数の幹細胞から構成される細胞コロニーの光路長画像を用いて、前記細胞コロニーの解析を行う細胞解析装置であって、
前記細胞コロニーの光路長画像を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した前記光路長画像中において、前記幹細胞の細胞核に対応する円形形状を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した前記円形形状に対し、前記細胞核における光路長に対応する内側の光路長、および前記細胞核の周りの細胞質における光路長に対応する外側の光路長を比較する比較手段と、
前記比較手段での比較結果に基づき、前記細胞コロニーの解析を行う解析手段と、
を備えることを特徴とする細胞解析装置。 - 前記比較手段では、前記円形形状における前記内側の光路長に比べて前記外側の光路長が大きい幹細胞を抽出する、
ことを特徴とする請求項10に記載の細胞解析装置。 - 前記解析手段では、前記比較手段で抽出した前記円形形状における前記内側の光路長に比べて前記外側の光路長が大きい幹細胞について、当該幹細胞が品質の良い幹細胞と判断される、
ことを特徴とする請求項11に記載の細胞解析装置。 - コンピュータを、
多数の幹細胞から構成される細胞コロニーの光路長画像を用いて、前記細胞コロニーの解析を行う細胞解析装置における、
前記細胞コロニーの光路長画像を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した前記光路長画像中において、前記幹細胞の細胞核に対応する円形形状を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した前記円形形状に対し、前記細胞核における光路長に対応する内側の光路長、および前記細胞核の周りの細胞質における光路長に対応する外側の光路長を比較する比較手段と、
前記比較手段での比較結果に基づき、前記細胞コロニーの解析を行う解析手段、
として動作させることを特徴とする細胞解析プログラム。 - 前記比較手段では、前記円形形状における前記内側の光路長に比べて前記外側の光路長が大きい幹細胞を抽出する、
ことを特徴とする請求項13に記載の細胞解析プログラム。 - 前記解析手段では、前記比較手段で抽出した前記円形形状における前記内側の光路長に比べて前記外側の光路長が大きい幹細胞について、当該幹細胞が品質の良い幹細胞と判断される、
ことを特徴とする請求項14に記載の細胞解析プログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011101377A JP5745919B2 (ja) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム |
EP12777442.0A EP2703494B1 (en) | 2011-04-28 | 2012-02-23 | Cell analysis method, cell analysis device, and cell analysis program |
PCT/JP2012/054457 WO2012147403A1 (ja) | 2011-04-28 | 2012-02-23 | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム |
US14/113,934 US9405958B2 (en) | 2011-04-28 | 2012-02-23 | Cell analysis method, cell analysis device, and cell analysis program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011101377A JP5745919B2 (ja) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015094991A Division JP5898357B2 (ja) | 2015-05-07 | 2015-05-07 | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012231709A JP2012231709A (ja) | 2012-11-29 |
JP5745919B2 true JP5745919B2 (ja) | 2015-07-08 |
Family
ID=47071931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011101377A Active JP5745919B2 (ja) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9405958B2 (ja) |
EP (1) | EP2703494B1 (ja) |
JP (1) | JP5745919B2 (ja) |
WO (1) | WO2012147403A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023182169A1 (ja) | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 細胞評価方法および細胞評価装置 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6097951B2 (ja) | 2013-08-22 | 2017-03-22 | 富士フイルム株式会社 | 幹細胞分化判定装置および方法並びにプログラム |
JP6312123B2 (ja) | 2013-11-19 | 2018-04-18 | 国立大学法人京都大学 | 細胞判定方法、細胞判定装置及び細胞判定プログラム |
JP2015100309A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 自動培養システム及び細胞管理システム |
EP3076219B1 (en) * | 2014-01-07 | 2020-04-08 | Sony Corporation | Analysis system, analysis program, and analysis method |
JP2015146747A (ja) * | 2014-02-05 | 2015-08-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 細胞判定方法 |
JP6130801B2 (ja) * | 2014-03-17 | 2017-05-17 | 富士フイルム株式会社 | 細胞領域表示制御装置および方法並びにプログラム |
JP6301199B2 (ja) | 2014-05-30 | 2018-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 細胞評価装置および方法並びにプログラム |
EP3156477B1 (en) * | 2014-06-16 | 2023-04-19 | Nikon Corporation | Method and apparatus for determining a maturity of a cell included in a target colony |
CA2948226C (en) * | 2014-06-30 | 2023-09-05 | Ventana Medical Systems, Inc. | Detecting edges of a nucleus using image analysis |
JP6291388B2 (ja) * | 2014-09-12 | 2018-03-14 | 富士フイルム株式会社 | 細胞培養評価システムおよび方法 |
WO2016088243A1 (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 株式会社ニコン | 判定装置、観察システム、観察方法、そのプログラム、細胞の製造方法、および細胞 |
JP6609967B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2019-11-27 | 株式会社ニコン | 判定装置、判定システム、判定プログラム、及び細胞の製造方法 |
JP6534294B2 (ja) * | 2015-04-30 | 2019-06-26 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置および方法並びに撮像制御プログラム |
JP6518173B2 (ja) | 2015-09-16 | 2019-05-22 | 浜松ホトニクス株式会社 | 細胞判定方法、細胞判定装置及び細胞判定プログラム |
EP3473727B1 (en) * | 2016-06-16 | 2022-01-19 | Hitachi High-Tech Corporation | Method for analyzing state of cells in spheroid |
WO2018180206A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 富士フイルム株式会社 | 細胞画像評価装置および方法並びにプログラム |
EP3921626A4 (en) * | 2018-02-08 | 2022-10-19 | Phenofast Ltd | DEVICE AND METHOD FOR REAL-TIME CELL MONITORING |
JP6642751B2 (ja) * | 2019-02-19 | 2020-02-12 | 株式会社ニコン | 細胞の成熟度を判定する方法、観察装置、プログラム、制御装置、および細胞の製造方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5843780A (en) * | 1995-01-20 | 1998-12-01 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Primate embryonic stem cells |
JP2003052974A (ja) | 2001-08-10 | 2003-02-25 | Sanyo Product Co Ltd | 遊技機のタンクレール |
US20050095708A1 (en) * | 2001-11-09 | 2005-05-05 | Pera Martin F. | Characterization and isolation of subsets of human embryonic stem cells (HES) and cells associated or derived therefrom |
US20030179916A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-09-25 | Magnuson Terry R. | High-throughput cell identification and isolation method and apparatus |
US7564622B2 (en) * | 2003-12-12 | 2009-07-21 | Olympus Corporation | Methods for implement microscopy and microscopic measurement as well as microscope and apparatus for implementing them |
CN101124472A (zh) | 2004-03-17 | 2008-02-13 | 夏威夷大学 | 传感器构建体和检测方法 |
US7711174B2 (en) * | 2004-05-13 | 2010-05-04 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Methods and systems for imaging cells |
JP2006271210A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Olympus Corp | 自動細胞培養装置 |
EP1865315B1 (en) * | 2005-03-29 | 2019-03-13 | Olympus Corporation | Cell image analyzing method, cell image analyzing device |
WO2007139201A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Olympus Corporation | 生体試料撮像方法および生体試料撮像装置 |
US8802431B2 (en) * | 2006-07-13 | 2014-08-12 | Cellectis AB | Population of multipotent cardiac precursor cells derived from human blastocysts derived stem cells |
JP2008212017A (ja) | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Nikon Corp | 細胞状態判定装置、および細胞状態判定方法 |
US9047502B2 (en) * | 2007-12-13 | 2015-06-02 | Nikon Corporation | Automatic system for judging quality of cell |
JP4953092B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2012-06-13 | 株式会社ニコン | 細胞観察における生細胞の判別手法、細胞観察の画像処理プログラム及び画像処理装置 |
JP5058962B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2012-10-24 | オリンパス株式会社 | 細胞画像解析装置、細胞画像解析方法、及びプログラム |
JP5783043B2 (ja) * | 2009-06-12 | 2015-09-24 | 株式会社ニコン | 細胞塊の状態判別手法、この手法を用いた画像処理プログラム及び画像処理装置、並びに細胞塊の製造方法 |
JPWO2010146802A1 (ja) * | 2009-06-19 | 2012-11-29 | 株式会社ニコン | 細胞塊の状態判別方法、この方法を用いた画像処理プログラム及び画像処理装置、並びに細胞塊の製造方法 |
JP5355275B2 (ja) | 2009-07-24 | 2013-11-27 | オリンパス株式会社 | 細胞画像解析装置 |
JP5525774B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-06-18 | オリンパス株式会社 | 細胞画像解析装置 |
WO2011013319A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社ニコン | 細胞塊の成熟判定手法、この手法を用いた画像処理プログラム及び画像処理装置、並びに細胞塊の製造方法 |
EP2487249B1 (en) * | 2009-10-09 | 2018-06-13 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for discrimination of undifferentiated pluripotent stem cells, and automatic culture method and apparatus |
US9607202B2 (en) * | 2009-12-17 | 2017-03-28 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Methods of generating trophectoderm and neurectoderm from human embryonic stem cells |
US8873027B2 (en) * | 2010-04-23 | 2014-10-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Cell observation device and cell observation method |
US8977031B2 (en) * | 2010-06-25 | 2015-03-10 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for identifying multipotent stem cell colony, and method and device for automatically culturing multipotent stem cells |
US10214722B2 (en) * | 2010-09-07 | 2019-02-26 | Technion Research & Development Foundation Limited | Methods for expanding and maintaining human pluripotent stem cells (PSCs) in an undifferentiated state in a single cell suspension culture |
-
2011
- 2011-04-28 JP JP2011101377A patent/JP5745919B2/ja active Active
-
2012
- 2012-02-23 EP EP12777442.0A patent/EP2703494B1/en active Active
- 2012-02-23 US US14/113,934 patent/US9405958B2/en active Active
- 2012-02-23 WO PCT/JP2012/054457 patent/WO2012147403A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023182169A1 (ja) | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 細胞評価方法および細胞評価装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012231709A (ja) | 2012-11-29 |
EP2703494B1 (en) | 2019-01-16 |
EP2703494A4 (en) | 2015-02-18 |
US9405958B2 (en) | 2016-08-02 |
US20140064594A1 (en) | 2014-03-06 |
WO2012147403A1 (ja) | 2012-11-01 |
EP2703494A1 (en) | 2014-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5745919B2 (ja) | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム | |
JP7176697B2 (ja) | 細胞評価システム及び方法、細胞評価プログラム | |
US20200308530A1 (en) | Cell culture device and image analysis device | |
JP6235886B2 (ja) | 生体組織画像の再構成方法及び装置並びに該生体組織画像を用いた画像表示装置 | |
Yamashita et al. | Three-dimensional tracking of plus-tips by lattice light-sheet microscopy permits the quantification of microtubule growth trajectories within the mitotic apparatus | |
JP6949875B2 (ja) | 試料中に存在する粒子を取得するためのデバイスおよび方法 | |
US20140139625A1 (en) | Method and system for detecting and/or classifying cancerous cells in a cell sample | |
JP2015510592A (ja) | デジタルホログラフィック顕微鏡を備えるフローサイトメータ | |
US9435734B2 (en) | Method for observing stem cells, method for removal of cell region in state tending toward differentiation, and device for observing stem cells | |
CN113822852A (zh) | 图像处理方法、程序以及记录介质 | |
US11609537B2 (en) | Cell analysis method and cell analysis system using a holographic microscope | |
CN105765074B (zh) | 细胞判定方法、细胞判定装置及细胞判定程序 | |
WO2018186120A1 (ja) | 細胞塊の評価方法及び細胞塊の状態解析装置 | |
JP5898357B2 (ja) | 細胞解析方法、細胞解析装置、および細胞解析プログラム | |
JP7382289B2 (ja) | 画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 | |
JP2022143662A (ja) | 受精卵の発生ステージ判定方法、プログラム、記録媒体、撮像方法および撮像装置 | |
JP5657910B2 (ja) | 明視野顕微鏡を使用する画像の自動分析 | |
US20190073517A1 (en) | Image processing device, observation device, and program | |
Xue et al. | Inferring monosynaptic connections from paired dendritic spine Ca2+ imaging and large-scale recording of extracellular spiking | |
US20240044773A1 (en) | Cell life-and-death determination method, cell life-and-death determination device, and cell life-and-death determination system | |
Grimes | Image processing and analysis methods in quantitative endothelial cell biology | |
Ji et al. | A fast morphological reconstruction method of biological cells based on phase imaging | |
Weng | Integrating Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Imaging and Deep Learning Analytics for High Precision, Real Time, Label Free Cancer Diagnosis | |
Zhen | Topological Analysis of Cytoskeletal Networks from Single-Molecule Localization Microscopy Images |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150507 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5745919 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |