(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024115986
(43)【公開日】2024-08-27
(54)【発明の名称】画像取得装置、画像取得方法および画像取得プログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 21/64 20060101AFI20240820BHJP
G01N 33/483 20060101ALI20240820BHJP
G01N 33/50 20060101ALI20240820BHJP
C12M 1/00 20060101ALI20240820BHJP
C12M 1/34 20060101ALI20240820BHJP
【ＦＩ】
G01N21/64 B
G01N33/483 C
G01N33/50 P
C12M1/00 A
C12M1/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023021938
(22)【出願日】2023-02-15
(71)【出願人】
【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】蓼沼 崇
(72)【発明者】
【氏名】宮内 祐樹
(72)【発明者】
【氏名】田口 朋之
【テーマコード（参考）】
2G043
2G045
4B029
【Ｆターム（参考）】
2G043BA16
2G043CA04
2G043DA06
2G043EA01
2G043FA02
2G043FA03
2G043HA09
2G043JA03
2G043LA03
2G043NA01
2G045AA40
2G045DA13
2G045FA19
2G045FB12
2G045GC15
2G045JA01
2G045JA07
4B029AA07
4B029BB20
4B029CC02
4B029FA15
(57)【要約】
【課題】検出精度の高い蛍光画像を取得すること。
【解決手段】画像取得装置１００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の第２の蛍光画像を生成し、補正後の第２の蛍光画像を第１の蛍光画像に加算し、第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する。
【選択図】図３
【解決手段】画像取得装置１００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の第２の蛍光画像を生成し、補正後の第２の蛍光画像を第１の蛍光画像に加算し、第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得する取得部と、
前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、
前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する生成部と、
を備える画像取得装置。
前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、
前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する生成部と、
を備える画像取得装置。
【請求項2】
前記生成部は、
前記第１の蛍光強度と前記第２の蛍光強度とを算出し、前記第１の蛍光強度が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、前記第２の蛍光強度と前記第２の蛍光画像の背景光の強度との差分を用いて前記第２の蛍光画像の背景光と前記第１の蛍光画像の背景光と等しくし、前記第１の蛍光強度と前記第２の蛍光強度との蛍光強度が減少した比率の逆数を乗算することによって前記第２の蛍光強度を補正し、
補正した前記第２の蛍光強度を前記第１の蛍光強度に加算することによって、蛍光スポットの蛍光強度が前記所定のシグナル強度以上かつ前記所定のシグナルノイズ比以上となる前記加算補正蛍光画像を生成する、
請求項１に記載の画像取得装置。
前記第１の蛍光強度と前記第２の蛍光強度とを算出し、前記第１の蛍光強度が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、前記第２の蛍光強度と前記第２の蛍光画像の背景光の強度との差分を用いて前記第２の蛍光画像の背景光と前記第１の蛍光画像の背景光と等しくし、前記第１の蛍光強度と前記第２の蛍光強度との蛍光強度が減少した比率の逆数を乗算することによって前記第２の蛍光強度を補正し、
補正した前記第２の蛍光強度を前記第１の蛍光強度に加算することによって、蛍光スポットの蛍光強度が前記所定のシグナル強度以上かつ前記所定のシグナルノイズ比以上となる前記加算補正蛍光画像を生成する、
請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項3】
前記第１の期間は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって撮像された１回目の所定の露光時間であり、
前記第２の期間は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって撮像された２回目以降の各所定の露光時間である、
請求項１に記載の画像取得装置。
前記第２の期間は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって撮像された２回目以降の各所定の露光時間である、
請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項4】
前記取得部は、
前記測定対象試料が前記撮像装置によって所定の露光時間で撮像された前記第１の蛍光画像を取得し、
前記第１の蛍光強度が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、前記測定対象試料が前記撮像装置によって前記所定の露光時間で撮像された前記第２の蛍光画像を取得する、
請求項１に記載の画像取得装置。
前記測定対象試料が前記撮像装置によって所定の露光時間で撮像された前記第１の蛍光画像を取得し、
前記第１の蛍光強度が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、前記測定対象試料が前記撮像装置によって前記所定の露光時間で撮像された前記第２の蛍光画像を取得する、
請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項5】
前記取得部は、
前記測定対象試料が前記撮像装置によって異なる複数の時間に所定の露光時間ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される前記第１の蛍光画像と前記第２の蛍光画像とを取得する、
請求項１に記載の画像取得装置。
前記測定対象試料が前記撮像装置によって異なる複数の時間に所定の露光時間ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される前記第１の蛍光画像と前記第２の蛍光画像とを取得する、
請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項6】
前記測定対象試料は、ＤＮＡマイクロアレイである、
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像取得装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項7】
コンピュータが、
測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、
前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、
前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、
処理を実行する画像取得方法。
測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、
前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、
前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、
処理を実行する画像取得方法。
【請求項8】
コンピュータに、
測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、
前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、
前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、
処理を実行させる画像取得プログラム。
測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、
前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、
前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、
処理を実行させる画像取得プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像取得装置、画像取得方法および画像取得プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
検査サンプルに含まれる特定のデオキシリボ核酸（ＤＮＡ：Deoxyribonucleic Acid）等の核酸配列を有するターゲットを計測する手法として、ＤＮＡマイクロアレイを用いるＤＮＡマイクロアレイ法が知られている。ＤＮＡマイクロアレイ法は、ＤＮＡマイクロアレイに添加された検査サンプル中の蛍光分子で修飾された検出対象分子が、ハイブリダイズ反応（ハイブリダイゼーション）によりＤＮＡマイクロアレイの検出プローブに捕集される性質を利用して検出対象分子を計測する手法である。ＤＮＡマイクロアレイ法では、蛍光画像の画像解析によりＤＮＡスポット部分の輝度値または光量を算出することで、検出対象分子が検査サンプルに含まれるか否かの判定に加えて、検査サンプルに含まれる検出対象分子の量を計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８－２０３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記ＤＮＡマイクロアレイ法では、検出精度の高い蛍光画像を取得することが難しい。例えば、上記ＤＮＡマイクロアレイ法では、測定時間を長時間に設定した場合には、蛍光色素の光退色によって検出対象分子の量の推定結果に誤差が生じることがある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検出精度の高い蛍光画像を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得する取得部と、前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する生成部と、を備える画像取得装置を提供する。
【0007】
また、本発明は、コンピュータが、測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、処理を実行する画像取得方法を提供する。
【0008】
また、本発明は、コンピュータに、測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、処理を実行させる画像取得プログラムを提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、検出精度の高い蛍光画像を取得することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れの一例を示す図である。
【図2】参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度を説明するための図である。
【図3】実施形態に係る画像取得システムの構成例を示す図である。
【図4】実施形態に係る画像取得装置および撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図5】実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例１を示す図である。
【図6】実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例２を示す図である。
【図7】実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例３を示す図である。
【図8】実施形態に係る画像取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図9】実施形態に係るハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の一実施形態に係る画像取得装置、画像取得方法および画像取得プログラムを、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態により限定されるものではない。
【0012】
〔実施形態〕
以下に、実施形態に係る画像取得システム１０００の構成、画像取得装置１００等の構成、各処理の流れを順に説明し、最後に実施形態の効果を説明する。
以下に、実施形態に係る画像取得システム１０００の構成、画像取得装置１００等の構成、各処理の流れを順に説明し、最後に実施形態の効果を説明する。
【0013】
〔１．画像取得システム１０００の構成〕
図１～図３を用いて、ＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れ、参考技術に係る画像取得処理について説明した上で、実施形態に係る画像取得システム１０００について詳細に説明する。なお、実施形態に係る画像取得システム１０００として、ＤＮＡマイクロアレイ法により検査サンプルに含まれる生体高分子のうち、特定の検出対象分子を計測する生体高分子計測デバイスの検出処理に関する例について説明するが、画像取得システム１０００の適用範囲は特に限定されるものではない。
図１～図３を用いて、ＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れ、参考技術に係る画像取得処理について説明した上で、実施形態に係る画像取得システム１０００について詳細に説明する。なお、実施形態に係る画像取得システム１０００として、ＤＮＡマイクロアレイ法により検査サンプルに含まれる生体高分子のうち、特定の検出対象分子を計測する生体高分子計測デバイスの検出処理に関する例について説明するが、画像取得システム１０００の適用範囲は特に限定されるものではない。
【0014】
（１－１．ＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れ）
図１を用いて、参考技術に係る画像取得処理および実施形態に係る画像取得システム１０００の前提となるＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れについて説明する。図１は、ＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れの一例を示す図である。図１に示すように、ＤＮＡマイクロアレイ法では、下記の（１）～（４）の処理が実行される。
図１を用いて、参考技術に係る画像取得処理および実施形態に係る画像取得システム１０００の前提となるＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れについて説明する。図１は、ＤＮＡマイクロアレイ法の処理の流れの一例を示す図である。図１に示すように、ＤＮＡマイクロアレイ法では、下記の（１）～（４）の処理が実行される。
【0015】
第１に、検査サンプルＳに含まれる核酸である検出対象分子ＮをＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）等の核酸増幅技術により増幅するとともに、増幅した検出対象分子Ｎに蛍光分子Ｆを付加する（図１（１）参照）。第２に、蛍光分子Ｆを付加した検出対象分子Ｎを含む溶液をＤＮＡマイクロアレイＡに添加し、蛍光分子Ｆで蛍光修飾された検出対象分子Ｎを、検出プローブＰによるハイブリダイゼーションにより捕集する（図１（２）参照）。このとき、ＤＮＡマイクロアレイＡの基盤等の固相面に検出対象分子Ｎの核酸の相補配列が検出プローブＰとして固定されており、蛍光修飾された検出対象分子Ｎが検出プローブＰと結合する。第３に、捕集されていない検出対象分子Ｎや、検出プローブＰの核酸配列に非特異的に結合した分子からの蛍光分子Ｆを除去するために、ＤＮＡマイクロアレイＡを洗浄する（図１（３）参照）。第４に、撮像装置１によってＤＮＡマイクロアレイＡを撮像し、蛍光分子ＦがＤＮＡスポットに捕集されたＤＮＡマイクロアレイＡの蛍光画像を取得する（図１（４）参照）。
【0016】
（１－２．参考技術の画像取得処理）
参考技術に係る画像取得処理について説明する。以下では、参考技術に係る画像取得処理の処理例、参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度、参考技術に係る画像取得処理の問題点の順に説明する。
参考技術に係る画像取得処理について説明する。以下では、参考技術に係る画像取得処理の処理例、参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度、参考技術に係る画像取得処理の問題点の順に説明する。
【0017】
（１－２－１．参考技術に係る画像取得処理の処理例）
参考技術に係る画像取得処理では、以下のような処理が実行される。第１に、撮像装置は、ＤＮＡマイクロアレイＡの基板に蛍光分子Ｆの蛍光色素に応じた波長の励起光を照射し、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を受光素子で検出する。このとき、撮像装置は、蛍光強度に応じて良好なＳ／Ｎ（適宜、「シグナルノイズ比」）で、シグナル取得可能な露光時間を数秒から数分の間で調整する。第２に、画像取得装置は、検出されたＤＮＡマイクロアレイＡの蛍光スポットの蛍光強度を算出し、ＤＮＡマイクロアレイＡ上に捕集された検出対象分子Ｎの量を推定する。
参考技術に係る画像取得処理では、以下のような処理が実行される。第１に、撮像装置は、ＤＮＡマイクロアレイＡの基板に蛍光分子Ｆの蛍光色素に応じた波長の励起光を照射し、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を受光素子で検出する。このとき、撮像装置は、蛍光強度に応じて良好なＳ／Ｎ（適宜、「シグナルノイズ比」）で、シグナル取得可能な露光時間を数秒から数分の間で調整する。第２に、画像取得装置は、検出されたＤＮＡマイクロアレイＡの蛍光スポットの蛍光強度を算出し、ＤＮＡマイクロアレイＡ上に捕集された検出対象分子Ｎの量を推定する。
【0018】
（１－２－２．参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度）
図２を用いて、参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度について説明する。図２は、参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度を説明するための図である。図２（１）に示すように、蛍光強度（任意単位）は、時間の経過とともに蛍光色素の光退色によって減少する。なお、図２（２）は、図２（１）の０秒から１８０秒までの蛍光強度の合計値から時間当たりの平均値を算出した等価光量を示す。
図２を用いて、参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度について説明する。図２は、参考技術に係る蛍光画像の蛍光強度を説明するための図である。図２（１）に示すように、蛍光強度（任意単位）は、時間の経過とともに蛍光色素の光退色によって減少する。なお、図２（２）は、図２（１）の０秒から１８０秒までの蛍光強度の合計値から時間当たりの平均値を算出した等価光量を示す。
【0019】
（１－２－３．参考技術に係る画像取得処理の問題点）
参考技術に係る画像取得処理では、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生する蛍光量が低い場合、測定時間を長時間に設定する必要がある。この間、蛍光色素には常に励起光が照射されるので、蛍光色素が光退色する。そのため、ＤＮＡマイクロアレイＡの基板上に捕集された検出対象分子Ｎの量の推定結果に大きな誤差が生じる。さらに、測定時間が長時間になるほど光退色の影響は大きくなり、算出される検出対象分子Ｎの量が低く見積もられることになる。
参考技術に係る画像取得処理では、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生する蛍光量が低い場合、測定時間を長時間に設定する必要がある。この間、蛍光色素には常に励起光が照射されるので、蛍光色素が光退色する。そのため、ＤＮＡマイクロアレイＡの基板上に捕集された検出対象分子Ｎの量の推定結果に大きな誤差が生じる。さらに、測定時間が長時間になるほど光退色の影響は大きくなり、算出される検出対象分子Ｎの量が低く見積もられることになる。
【0020】
また、参考技術に係る画像取得処理では、光退色の影響は蛍光分子Ｆの密度や蛍光色素の光暴露履歴等によっても異なるので、あらかじめ取得した光退色データ等によって測定後のシグナルを補正することは困難である。
【0021】
（１－３．画像取得システム１０００）
図３を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００について説明する。以下では、画像取得システム１０００の構成例、画像取得システム１０００の処理例、画像取得システム１０００の効果の順に説明する。
図３を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００について説明する。以下では、画像取得システム１０００の構成例、画像取得システム１０００の処理例、画像取得システム１０００の効果の順に説明する。
【0022】
（１－３－１．画像取得システム１０００の構成例）
図３を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００の構成例について説明する。図３は、実施形態に係る画像取得システム１０００の構成例を示す図である。画像取得システム１０００は、撮像装置１および画像取得装置１００を有する。なお、図３に示した画像取得システム１０００には、複数台の撮像装置１または複数台の画像取得装置１００が含まれてもよい。また、画像取得装置１００は、撮像装置１と統合された構成であってもよい。
図３を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００の構成例について説明する。図３は、実施形態に係る画像取得システム１０００の構成例を示す図である。画像取得システム１０００は、撮像装置１および画像取得装置１００を有する。なお、図３に示した画像取得システム１０００には、複数台の撮像装置１または複数台の画像取得装置１００が含まれてもよい。また、画像取得装置１００は、撮像装置１と統合された構成であってもよい。
【0023】
撮像装置１は、光源１０、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、フィルタ１３、レンズ１４および受光素子１５を有する。また、撮像装置１は、設置された測定対象サンプル（適宜、「測定対象試料」）であるＤＮＡマイクロアレイＡを撮像する。
【0024】
（１－３－２．画像取得システム１０００の処理例）
図３を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００の処理例について説明する。以下では、実施形態に係る画像取得システム１０００の画像取得処理、光量算出処理、閾値判定処理、光量補正処理、画像加算処理の順に説明する。
図３を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００の処理例について説明する。以下では、実施形態に係る画像取得システム１０００の画像取得処理、光量算出処理、閾値判定処理、光量補正処理、画像加算処理の順に説明する。
【0025】
（１－３－２－１．画像取得処理）
実施形態に係る画像取得システム１０００は、画像取得処理を実行する。以下では、第１の期間に撮像装置１によって撮像された第１画像取得処理、第２の期間に撮像装置１によって撮像された第２画像取得処理について説明する。
実施形態に係る画像取得システム１０００は、画像取得処理を実行する。以下では、第１の期間に撮像装置１によって撮像された第１画像取得処理、第２の期間に撮像装置１によって撮像された第２画像取得処理について説明する。
【0026】
（第１画像取得処理）
第１に、画像取得システム１０００は、画像取得処理として、第１画像取得処理を実行する。まず、撮像装置１は、測定対象サンプルであるＤＮＡマイクロアレイＡを設置する。次に、撮像装置１は、光源１０からＤＮＡマイクロアレイＡに励起光（図３破線）を照射する。そして、撮像装置１は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光（図３一点破線）を受光素子１５で結像することによって第１画像（適宜、「第１の蛍光画像」）Ｉ１を撮像する。最後に、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第１画像Ｉ１を取得する。
第１に、画像取得システム１０００は、画像取得処理として、第１画像取得処理を実行する。まず、撮像装置１は、測定対象サンプルであるＤＮＡマイクロアレイＡを設置する。次に、撮像装置１は、光源１０からＤＮＡマイクロアレイＡに励起光（図３破線）を照射する。そして、撮像装置１は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光（図３一点破線）を受光素子１５で結像することによって第１画像（適宜、「第１の蛍光画像」）Ｉ１を撮像する。最後に、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第１画像Ｉ１を取得する。
【0027】
例えば、第１画像Ｉ１は、測定対象であるＤＮＡマイクロアレイＡの初回測定時に、励起光を一定の露光時間（例：３秒間）照射した際に発生した蛍光を撮像装置１が撮像した画像である。また、第１画像Ｉ１は、測定対象であるＤＮＡマイクロアレイＡの初回測定時に、励起光を連続する露光時間（例：３００秒間）照射した際に発生した蛍光を撮像装置１が一定の露光時間（例：３秒間）ごとに撮像した画像のうち、１回目（０～３秒）に撮像した画像である。なお、第１画像Ｉ１は、ＤＮＡマイクロアレイＡ上の蛍光分子Ｆの光退色による蛍光量の低下が進行する前に撮像された画像が好ましいが、撮像のタイミング、露光時間は限定されない。
【0028】
（第２画像取得処理）
第２に、画像取得システム１０００は、画像取得処理として、第２画像取得処理を実行する。まず、撮像装置１は、第１画像Ｉ１の撮像とは異なるタイミングで、光源１０からＤＮＡマイクロアレイＡに励起光（図３破線）を照射する。そして、撮像装置１は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光（図３一点破線）を受光素子１５で結像することによって第２画像（適宜、「第２の蛍光画像」）Ｉ２を撮像する。最後に、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第２画像Ｉ２を取得する。
第２に、画像取得システム１０００は、画像取得処理として、第２画像取得処理を実行する。まず、撮像装置１は、第１画像Ｉ１の撮像とは異なるタイミングで、光源１０からＤＮＡマイクロアレイＡに励起光（図３破線）を照射する。そして、撮像装置１は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光（図３一点破線）を受光素子１５で結像することによって第２画像（適宜、「第２の蛍光画像」）Ｉ２を撮像する。最後に、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第２画像Ｉ２を取得する。
【0029】
例えば、第２画像Ｉ２は、第１画像Ｉ１の取得後に、励起光を一定の露光時間（例：３秒間）照射した際に発生した蛍光を撮像装置１が撮像した画像である。また、第２画像Ｉ２は、測定対象であるＤＮＡマイクロアレイＡの初回測定時に、励起光を連続する露光時間（例：３００秒間）照射した際に発生した蛍光を撮像装置１が一定の露光時間（例：３秒間）ごと撮像した画像のうち、２回目（３～６秒）に撮像した画像である。なお、第２画像Ｉ２は、第１画像Ｉ１の取得前に撮像装置１が撮像した画像であってもよく、撮像のタイミング、露光時間は限定されない。また、第２画像Ｉ２は、後述する閾値判定処理によって第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合に、画像取得装置１００の制御によって撮像装置１が撮像した画像であってもよい。
【0030】
（１－３－２－２．光量算出処理）
実施形態に係る画像取得システム１０００は、光量算出処理を実行する。第１に、画像取得システム１０００は、光量算出処理として、第１光量算出処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、取得した第１画像Ｉ１の蛍光スポットを特定し、蛍光スポットの蛍光強度（適宜、「第１の蛍光強度」）Ｑ１をシグナル強度として算出する。第２に、画像取得システム１０００は、光量算出処理として、第２光量算出処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、取得した第２画像Ｉ２の蛍光スポットを検出し、蛍光スポットの蛍光強度（適宜、「第２の蛍光強度」）Ｑ２をシグナル強度として算出する。ここで、上記の第１光量算出処理によって特定される蛍光スポットは、蛍光分子Ｆに励起光が照射されることによって発生する蛍光が観察されるＤＮＡマイクロアレイＡ上の所定の範囲であって、形状、大きさ等は特に限定されない。
実施形態に係る画像取得システム１０００は、光量算出処理を実行する。第１に、画像取得システム１０００は、光量算出処理として、第１光量算出処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、取得した第１画像Ｉ１の蛍光スポットを特定し、蛍光スポットの蛍光強度（適宜、「第１の蛍光強度」）Ｑ１をシグナル強度として算出する。第２に、画像取得システム１０００は、光量算出処理として、第２光量算出処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、取得した第２画像Ｉ２の蛍光スポットを検出し、蛍光スポットの蛍光強度（適宜、「第２の蛍光強度」）Ｑ２をシグナル強度として算出する。ここで、上記の第１光量算出処理によって特定される蛍光スポットは、蛍光分子Ｆに励起光が照射されることによって発生する蛍光が観察されるＤＮＡマイクロアレイＡ上の所定の範囲であって、形状、大きさ等は特に限定されない。
【0031】
このとき、画像取得装置１００は、蛍光スポットの検出について、第１画像Ｉ１および第２画像Ｉ２のラインプロファイルから、蛍光スポット部の輝度値または光量が背景部に対して有意に高いことにより判断してもよいし、輪郭抽出や特徴抽出等の画像処理によって蛍光スポットを検出してもよい。また、画像取得装置１００は、後述する閾値判定処理によって第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合に、第２画像Ｉ２の蛍光強度Ｑ２を算出してもよい。
【0032】
（１－３－２－３．閾値判定処理）
実施形態に係る画像取得システム１０００は、閾値判定処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、上述した第１光量算出処理によって算出した第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上か否かを判定する。また、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度のＳ／Ｎが所定の閾値（例：０．３）以上か否かを判定する。そして、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上、かつ第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上である場合には、処理を終了する。一方、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合には、後述する光量補正処理、画像加算処理を実行する。
実施形態に係る画像取得システム１０００は、閾値判定処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、上述した第１光量算出処理によって算出した第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上か否かを判定する。また、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度のＳ／Ｎが所定の閾値（例：０．３）以上か否かを判定する。そして、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上、かつ第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上である場合には、処理を終了する。一方、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合には、後述する光量補正処理、画像加算処理を実行する。
【0033】
このため、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上、かつ第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上の場合には、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が定性分析、定量分析等の解析に十分であることがわかる。一方、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満の場合には、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が定性分析、定量分析等の解析に不十分であるので、第１画像Ｉ１の補正が必要であることがわかる。
【0034】
（１－３－２－４．光量補正処理）
実施形態に係る画像取得システム１０００は、光量補正処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１と第２画像Ｉ２の蛍光強度Ｑ２とが等しくなるよう画像を補正する。このとき、画像取得装置１００は、背景光と蛍光スポットの蛍光強度との差分から背景光が一定となるようにした上で、光退色の影響に基づく蛍光強度の減少を考慮して第２画像Ｉ２の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’を生成する。
実施形態に係る画像取得システム１０００は、光量補正処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１と第２画像Ｉ２の蛍光強度Ｑ２とが等しくなるよう画像を補正する。このとき、画像取得装置１００は、背景光と蛍光スポットの蛍光強度との差分から背景光が一定となるようにした上で、光退色の影響に基づく蛍光強度の減少を考慮して第２画像Ｉ２の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’を生成する。
【0035】
（１－３－２－５．画像加算処理）
実施形態に係る画像取得システム１０００は、画像加算処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、上述した光量補正処理によって蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’と、第１画像Ｉ１とを加算することによって、解析に十分なシグナル強度とＳ／Ｎである加算補正蛍光画像Ｉを生成する。なお、画像取得装置１００は、加算補正蛍光画像Ｉの蛍光強度Ｑが所定のシグナル強度未満、または加算補正蛍光画像ＩのＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合には、画像取得処理、光量補正処理および画像加算処理を繰り返し実行する。
実施形態に係る画像取得システム１０００は、画像加算処理を実行する。すなわち、画像取得装置１００は、上述した光量補正処理によって蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’と、第１画像Ｉ１とを加算することによって、解析に十分なシグナル強度とＳ／Ｎである加算補正蛍光画像Ｉを生成する。なお、画像取得装置１００は、加算補正蛍光画像Ｉの蛍光強度Ｑが所定のシグナル強度未満、または加算補正蛍光画像ＩのＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合には、画像取得処理、光量補正処理および画像加算処理を繰り返し実行する。
【0036】
（１－４．画像取得システム１０００の効果）
以下では、実施形態に係る画像取得システム１０００の概要を説明した上で、画像取得システム１０００の効果について説明する。
以下では、実施形態に係る画像取得システム１０００の概要を説明した上で、画像取得システム１０００の効果について説明する。
【0037】
（１－４－１．概要）
画像取得システム１０００では、画像取得装置１００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって撮像された第１画像Ｉ１と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって撮像された第２画像Ｉ２とを取得し、第１画像Ｉ１の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１に基づいて第２画像Ｉ２の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’を第１画像Ｉ１に加算することによって、第１画像Ｉ１を補正した加算補正蛍光画像Ｉを生成する。
画像取得システム１０００では、画像取得装置１００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって撮像された第１画像Ｉ１と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって撮像された第２画像Ｉ２とを取得し、第１画像Ｉ１の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１に基づいて第２画像Ｉ２の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’を第１画像Ｉ１に加算することによって、第１画像Ｉ１を補正した加算補正蛍光画像Ｉを生成する。
【0038】
すなわち、画像取得システム１０００は、ＤＮＡマイクロアレイＡによる検出対象分子Ｎの検出に用いる蛍光分子Ｆの光退色の影響を補正し分子定量を実行する技術である。また、画像取得システム１０００は、光退色の影響の少ない短い撮影時の露光時間で複数枚の画像を取得し、初期に取得した画像データをもとに光量補正を実行する技術である。
【0039】
（１－４－２．効果）
第１に、画像取得システム１０００では、光退色の影響による分子数の定量誤差を小さくし、ＤＮＡマイクロアレイ法による検出対象分子Ｎの検出の正確性を向上することができる。第２に、画像取得システム１０００では、同一のＳ／Ｎを得るために必要な総測定時間を短縮することができる。第３に、画像取得システム１０００では、異なる露光時間における画像間の定量結果が同等になるので、両者の結果を比較することができる。
第１に、画像取得システム１０００では、光退色の影響による分子数の定量誤差を小さくし、ＤＮＡマイクロアレイ法による検出対象分子Ｎの検出の正確性を向上することができる。第２に、画像取得システム１０００では、同一のＳ／Ｎを得るために必要な総測定時間を短縮することができる。第３に、画像取得システム１０００では、異なる露光時間における画像間の定量結果が同等になるので、両者の結果を比較することができる。
【0040】
〔２．画像取得システム１０００の各装置の構成〕
図４～図７を用いて、図３に示した画像取得システム１０００が有する各装置の機能構成について説明する。以下では、実施形態に係る画像取得装置１００の構成例、撮像装置１の構成例、蛍光画像の蛍光強度の具体例の順に詳細に説明する。
図４～図７を用いて、図３に示した画像取得システム１０００が有する各装置の機能構成について説明する。以下では、実施形態に係る画像取得装置１００の構成例、撮像装置１の構成例、蛍光画像の蛍光強度の具体例の順に詳細に説明する。
【0041】
（２－１．画像取得装置１００の構成例）
まず、図４を用いて、図３に示した画像取得装置１００の構成例について説明する。図４は、実施形態に係る画像取得装置１００および撮像装置１の構成例を示すブロック図である。画像取得装置１００は、通信部１１０、記憶部１２０および制御部１３０を有する。なお、画像取得装置１００は、画像取得装置１００の管理者等から各種操作を受け付ける入力部（例えば、キーボードやマウス等）や、各種情報を表示するための表示部（例えば、液晶ディスプレイ等）を有してもよい。
まず、図４を用いて、図３に示した画像取得装置１００の構成例について説明する。図４は、実施形態に係る画像取得装置１００および撮像装置１の構成例を示すブロック図である。画像取得装置１００は、通信部１１０、記憶部１２０および制御部１３０を有する。なお、画像取得装置１００は、画像取得装置１００の管理者等から各種操作を受け付ける入力部（例えば、キーボードやマウス等）や、各種情報を表示するための表示部（例えば、液晶ディスプレイ等）を有してもよい。
【0042】
（２－１－１．通信部１１０）
通信部１１０は、他の装置との間でのデータ通信を司る。例えば、通信部１１０は、ルータ等を介して、各通信装置との間でデータ通信を行う。また、通信部１１０は、図示しないオペレータの端末との間でデータ通信を行うことができる。
通信部１１０は、他の装置との間でのデータ通信を司る。例えば、通信部１１０は、ルータ等を介して、各通信装置との間でデータ通信を行う。また、通信部１１０は、図示しないオペレータの端末との間でデータ通信を行うことができる。
【0043】
（２－１－２．記憶部１２０）
記憶部１２０は、制御部１３０が動作する際に参照する各種情報や、制御部１３０が動作した際に取得した各種情報を記憶する。ここで、記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置等で実現され得る。なお、図４の例では、記憶部１２０は、画像取得装置１００の内部に設置されているが、画像取得装置１００の外部に設置されてもよいし、複数の記憶部が設置されていてもよい。
記憶部１２０は、制御部１３０が動作する際に参照する各種情報や、制御部１３０が動作した際に取得した各種情報を記憶する。ここで、記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置等で実現され得る。なお、図４の例では、記憶部１２０は、画像取得装置１００の内部に設置されているが、画像取得装置１００の外部に設置されてもよいし、複数の記憶部が設置されていてもよい。
【0044】
記憶部１２０は、後述する制御部１３０の取得部１３１によって取得された画像データを記憶する。例えば、記憶部１２０は、撮像装置１から取得した、第１の蛍光画像（第１画像）Ｉ１、第２の蛍光画像（第２画像）Ｉ２、第３の蛍光画像（第３画像）Ｉ３等の画像データを記憶する。
【0045】
また、記憶部１２０は、後述する制御部１３０の生成部１３２によって生成された画像データを記憶する。例えば、記憶部１２０は、蛍光強度Ｑ２を補正した第２の蛍光画像（補正第２画像）Ｉ２’、加算補正蛍光画像Ｉ等の画像データを記憶する。
【0046】
（２－１－３．制御部１３０）
制御部１３０は、当該画像取得装置１００全体の制御を司る。制御部１３０は、取得部１３１および生成部１３２を有する。ここで、制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現され得る。
制御部１３０は、当該画像取得装置１００全体の制御を司る。制御部１３０は、取得部１３１および生成部１３２を有する。ここで、制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現され得る。
【0047】
（２－１－３－１．取得部１３１）
取得部１３１は、撮像装置１によって撮像された各種画像を取得する。なお、取得部１３１は、取得した各種画像を記憶部１２０に格納してもよい。
取得部１３１は、撮像装置１によって撮像された各種画像を取得する。なお、取得部１３１は、取得した各種画像を記憶部１２０に格納してもよい。
【0048】
取得部１３１は、測定対象試料であるＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第１の期間に撮像された第１画像Ｉ１と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第２の期間に撮像された第２画像Ｉ２とを取得する。例えば、取得部１３１は、第１の期間として、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって１回目の所定の露光時間（例：３秒間の励起光照射時間）で撮像された第１画像Ｉ１を取得する。また、取得部１３１は、第２の期間として、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって２回目以降の各所定の露光時間（例：３秒間の励起光照射時間）で撮像された第２画像Ｉ２を取得する。さらに、取得部１３１は、同様にして、第３の期間に撮像された第３画像Ｉ３、第４の期間に撮像された第４画像Ｉ４、・・・を取得する。なお、第１の期間、第２の期間、第３の期間、第４の期間、・・・は、時間的な前後関係を示すものではなく、任意の期間に撮像された複数の画像から、第１画像Ｉ１、第２画像Ｉ２、第３画像Ｉ３、第４画像Ｉ４、・・・として選択して取得することもできる。
【0049】
具体的な例を用いて説明すると、取得部１３１は、測定対象試料であるＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって初めて撮像された、最も光退色の影響が少ない蛍光画像であって、長時間の露光時間による光退色の影響を回避するために３秒間という短い露光時間で撮像された第１画像Ｉ１を取得する。また、取得部１３１は、同様にして、２番目に光退色の影響が少なく、第１画像Ｉ１と同じ３秒間の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２、３番目に光退色の影響が少なく、第１画像Ｉ１と同じ３秒間の露光時間で撮像された第３画像Ｉ３、・・・を取得する。
【0050】
取得部１３１は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって所定の露光時間（例：３秒間の励起光照射時間）で撮像された第１画像Ｉ１を取得し、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって所定の露光時間（例：３秒間の励起光照射時間）で撮像された第２画像Ｉ２を取得する。さらに、取得部１３１は、後述する生成部１３２によって生成された補正後の第１画像Ｉ１である加算補正蛍光画像Ｉの蛍光強度Ｑが所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、第３画像Ｉ３、第４画像Ｉ４、・・・を取得する。
【0051】
具体的な例を用いて説明すると、取得部１３１は、測定対象試料であるＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって３秒間の露光時間で撮像された第１画像Ｉ１を取得し、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが０．３未満であった場合に、第１画像Ｉ１と同じ３秒間の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２を取得する。さらに、取得部１３１は、補正後の第１画像Ｉ１である加算補正蛍光画像Ｉの蛍光強度ＱのＳ／Ｎが０．３未満であった場合に、第１画像Ｉ１と同じ３秒間の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２を取得し、加算補正蛍光画像Ｉの蛍光強度ＱのＳ／Ｎが０．３以上となるまで、第３画像Ｉ３、第４画像Ｉ４、・・・と取得する。
【0052】
取得部１３１は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって異なる複数の時間に所定の露光時間（例：３秒間の励起光照射時間）ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される第１画像Ｉ１と第２画像Ｉ２とを取得する。さらに、取得部１３１は、同様にして、撮像装置１によって異なる複数の時間に所定の露光時間（例：３秒間の励起光照射時間）ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される第３画像Ｉ３、第４画像Ｉ４、・・・を取得する。
【0053】
具体的な例を用いて説明すると、取得部１３１は、測定対象試料であるＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって３００秒間の連続する露光時間で、３秒間ごとに撮像された１００枚の蛍光画像（第１画像Ｉ１、第２画像Ｉ２、第３画像Ｉ３、・・・、第１００画像Ｉ１００）を取得し、０～３秒間に取得した蛍光画像を第１画像Ｉ１、３～６秒間に取得した蛍光画像を第２画像Ｉ２、６～９秒間に取得した蛍光画像を第３画像Ｉ３、・・・として選択する。
【0054】
（２－１－３－２．生成部１３２）
生成部１３２は、取得部１３１によって取得された各種画像の補正に関する処理を実行する。なお、生成部１３２は、算出した蛍光強度、蛍光強度を補正した画像、生成した画像を記憶部１２０に格納してもよい。
生成部１３２は、取得部１３１によって取得された各種画像の補正に関する処理を実行する。なお、生成部１３２は、算出した蛍光強度、蛍光強度を補正した画像、生成した画像を記憶部１２０に格納してもよい。
【0055】
生成部１３２は、第１画像Ｉ１の蛍光を発する蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１（第１の蛍光強度）に基づいて第２画像Ｉ２の蛍光を発する蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２（第２の蛍光強度）を補正した補正済みの第２画像Ｉ２である補正第２画像Ｉ２’を生成し、補正第２画像Ｉ２’を第１画像Ｉ１に加算し、第１画像Ｉ１を補正した加算補正蛍光画像Ｉを生成する。例えば、生成部１３２は、蛍光強度Ｑ１と蛍光強度Ｑ２とを算出し、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、蛍光強度Ｑ２と第２画像Ｉ２の背景光の強度との差分を用いて第２画像Ｉ２の背景光と第１画像Ｉ１の背景光とを等しくし、蛍光強度Ｑ１と蛍光強度Ｑ２との蛍光強度が減少した比率の逆数を乗算することによって蛍光強度Ｑ２を補正し、補正した蛍光強度Ｑ２’を蛍光強度Ｑ１に加算することによって、蛍光スポットの蛍光強度が所定のシグナル強度以上かつ所定のシグナルノイズ比以上となる加算補正蛍光画像Ｉを生成する。
【0056】
具体的な例を用いて説明すると、生成部１３２は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が１１０（任意単位）、背景光の強度が１０（任意単位）であって、第２画像Ｉ２の蛍光強度Ｑ２が１００（任意単位）、背景光の強度が１０（任意単位）である場合には、蛍光強度と背景光の強度との差分について、第１画像Ｉ１が１００（任意単位）、第２画像Ｉ２が９０（任意単位）であるので、第１画像Ｉ１と第２画像Ｉ２との蛍光強度の減少比率９０／１００の逆数である１００／９０を蛍光強度Ｑ２に乗算することによって補正し、補正した蛍光強度Ｑ２’を蛍光強度Ｑ１に加算する。ここで、生成部１３２は、蛍光強度の補正に際して、上記のような背景光が一定となるような非線形な補正が好ましいが、線形な補正を行ってもよい。
【0057】
なお、露光時間が同じ場合は、各画像の背景光は等しいとみなしてよい。一方、露光時間が異なる場合は、露光時間の比率の逆数を乗算した後に、各画像の蛍光強度と背景光との差分を算出し、常に背景光をシグナル強度０とみなし、当該差分を用いて蛍光強度を補正することによって、各画像間の定量結果を比較することもできる。
【0058】
（２－２．撮像装置１の構成例）
図４を用いて、図３に示した撮像装置１の構成例について説明する。撮像装置１は、光源１０、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、フィルタ１３、レンズ１４および受光素子１５を有する。
図４を用いて、図３に示した撮像装置１の構成例について説明する。撮像装置１は、光源１０、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、フィルタ１３、レンズ１４および受光素子１５を有する。
【0059】
（２－２－１．光源１０）
光源１０は、レーザー光源であって、設置されたＤＮＡマイクロアレイＡにレーザー光を照射する。例えば、光源１０は、単波長のレーザー光または当該レーザー光のエキスパンド光を射出するレーザー光源、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）、白色光を放出するランプ、ＬＥＤと波長フィルタとの組合せからなる光源等により実現され得る。
光源１０は、レーザー光源であって、設置されたＤＮＡマイクロアレイＡにレーザー光を照射する。例えば、光源１０は、単波長のレーザー光または当該レーザー光のエキスパンド光を射出するレーザー光源、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）、白色光を放出するランプ、ＬＥＤと波長フィルタとの組合せからなる光源等により実現され得る。
【0060】
（２－２－２．対物レンズ１１）
対物レンズ１１は、光源１０から撮像時に照射された励起光を透過または集光し、ＤＮＡマイクロアレイＡへと導く。また、対物レンズ１１は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過または集光し、ダイクロイックミラー１２、フィルタ１３、レンズ１４を介して受光素子１５へと導く。
対物レンズ１１は、光源１０から撮像時に照射された励起光を透過または集光し、ＤＮＡマイクロアレイＡへと導く。また、対物レンズ１１は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過または集光し、ダイクロイックミラー１２、フィルタ１３、レンズ１４を介して受光素子１５へと導く。
【0061】
（２－２－３．ダイクロイックミラー１２）
ダイクロイックミラー１２は、光源１０から撮像時に照射された励起光を反射し、対物レンズ１１を介してＤＮＡマイクロアレイＡへと導く。また、ダイクロイックミラー１２は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過し、フィルタ１３、レンズ１４を介して受光素子１５へと導く。
ダイクロイックミラー１２は、光源１０から撮像時に照射された励起光を反射し、対物レンズ１１を介してＤＮＡマイクロアレイＡへと導く。また、ダイクロイックミラー１２は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過し、フィルタ１３、レンズ１４を介して受光素子１５へと導く。
【0062】
（２－２－４．フィルタ１３）
フィルタ１３は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過し、レンズ１４を介して受光素子１５へと導く。このとき、フィルタ１３は、照射光であるレーザー光の反射を除去し、蛍光のみを透過させる。
フィルタ１３は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過し、レンズ１４を介して受光素子１５へと導く。このとき、フィルタ１３は、照射光であるレーザー光の反射を除去し、蛍光のみを透過させる。
【0063】
（２－２－５．レンズ１４）
レンズ１４は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過または集光し、受光素子１５へと導く。
レンズ１４は、ＤＮＡマイクロアレイＡから発生した蛍光を透過または集光し、受光素子１５へと導く。
【0064】
（２－２－６．受光素子１５）
受光素子１５は、レンズ１４によって結像された蛍光を電気信号へと変換する。例えば、受光素子１５は、ＥＭ（Electron Multiplying）－ＣＣＤ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等により実現され得る。
受光素子１５は、レンズ１４によって結像された蛍光を電気信号へと変換する。例えば、受光素子１５は、ＥＭ（Electron Multiplying）－ＣＣＤ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等により実現され得る。
【0065】
（２－３．蛍光画像の蛍光強度の具体例）
図５～図７を用いて、実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例について説明する。図５～図７は、実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例を示す図である。以下では、蛍光画像の補正に関する具体例１、参考技術等と比較した有効性に関する具体例２および具体例３の順に説明する。
図５～図７を用いて、実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例について説明する。図５～図７は、実施形態に係る蛍光画像の蛍光強度の具体例を示す図である。以下では、蛍光画像の補正に関する具体例１、参考技術等と比較した有効性に関する具体例２および具体例３の順に説明する。
【0066】
（２－３－１．蛍光画像の補正）
図５を用いて、実施形態に係る蛍光画像の補正に関する具体例１について説明する。図５（１）に示すように、蛍光強度（任意単位）は、時間の経過とともに蛍光色素の光退色によって減少するので、各画像について蛍光強度の減少量に基づいた補正が実行される。そのため、図５（２）に示すように、図５（１）の０秒から１８０秒までの等価光量が、蛍光色素の光退色の影響がない蛍光強度の画像として取得可能となる。
図５を用いて、実施形態に係る蛍光画像の補正に関する具体例１について説明する。図５（１）に示すように、蛍光強度（任意単位）は、時間の経過とともに蛍光色素の光退色によって減少するので、各画像について蛍光強度の減少量に基づいた補正が実行される。そのため、図５（２）に示すように、図５（１）の０秒から１８０秒までの等価光量が、蛍光色素の光退色の影響がない蛍光強度の画像として取得可能となる。
【0067】
（２－３－２．画像取得処理の有効性）
図６および図７を用いて、実施形態に係る画像取得処理の有効性に関する具体例２および具体例３について説明する。以下では、実施形態に係る画像取得処理の有効性を確認するための実験手順について説明した上で、参考技術等との比較結果、光退色の測定結果、比較結果の考察について説明する。
図６および図７を用いて、実施形態に係る画像取得処理の有効性に関する具体例２および具体例３について説明する。以下では、実施形態に係る画像取得処理の有効性を確認するための実験手順について説明した上で、参考技術等との比較結果、光退色の測定結果、比較結果の考察について説明する。
【0068】
（２－３－２－１．実験手順）
以下では、実施形態に係る画像取得処理の有効性を確認するための実験手順について説明する。以下の実験手順では、蛍光分子ＦであるＣｙ３蛍光分子でラベリングした、検出対象分子ＮであるＤＮＡ分子を検出する。
以下では、実施形態に係る画像取得処理の有効性を確認するための実験手順について説明する。以下の実験手順では、蛍光分子ＦであるＣｙ３蛍光分子でラベリングした、検出対象分子ＮであるＤＮＡ分子を検出する。
【0069】
第１に、黄色ブドウ球菌株（ＮＢＲＣ１２７３２）から抽出したゲノムＤＮＡをテンプレートとし、１６ｓリボソームＤＮＡ（１６ｓ ｒＤＮＡ）領域が増幅可能なＣｙ３修飾プライマーを用いてＰＣＲ増幅を実行する（実験手順１）。
【0070】
第２に、ＰＣＲ産物濃度を１ｎＭに希釈した、検出対象分子Ｎを含む検査サンプルＳとして、黄色ブドウ球菌１６ｓ ｒＤＮＡ配列の検出プローブＰを固定したＤＮＡマイクロアレイＡにアプライ（供給）する（実験手順２）。
【0071】
第３に、ＤＮＡマイクロアレイＡを６６℃で１時間インキュベート（保温）し、検出対象分子Ｎを、検出プローブＰにハイブリダイゼーションさせる（実験手順３）。
【0072】
第４に、ＤＮＡマイクロアレイＡを２倍濃度ＳＳＣ（Standard Saline Citrate）溶液、１倍濃度ＳＳＣ溶液で洗浄した後、ドライアップ（乾燥）させる（実験手順４）。
【0073】
第５に、１枚目に取得した画像をもとに、２～１００枚目に取得した画像を補正し、すべての画像を加算する（実験手順５）。
【0074】
第６に、参考技術等に対応する比較データとして、上記実験手順１～４の手順で反応させたＤＮＡマイクロアレイＡを３００秒間の露光時間で１枚の画像を撮像する（実験手順６）。
【0075】
（２－３－２－２．参考技術等との比較結果）
図６を用いて、実施形態に係る画像取得処理の有効性に関する具体例２として、参考技術等との比較結果について説明する。ここで、図６（１）は、実施形態に係る画像取得処理として、３秒間の露光時間で取得された蛍光画像を補正して１００枚分加算した画像の蛍光強度（任意単位１０４８２）を示す。また、図６（２）は、参考技術等に係る画像取得処理として、連続する３００秒間の露光時間で取得された画像の蛍光強度（任意単位８４５８）を示す。
図６を用いて、実施形態に係る画像取得処理の有効性に関する具体例２として、参考技術等との比較結果について説明する。ここで、図６（１）は、実施形態に係る画像取得処理として、３秒間の露光時間で取得された蛍光画像を補正して１００枚分加算した画像の蛍光強度（任意単位１０４８２）を示す。また、図６（２）は、参考技術等に係る画像取得処理として、連続する３００秒間の露光時間で取得された画像の蛍光強度（任意単位８４５８）を示す。
【0076】
（２－３－２－３．光退色の測定結果）
図７を用いて、実施形態に係る画像取得処理の有効性に関する具体例３として、光退色の測定結果について説明する。図７に示すように、測定時間０秒では１１０程度（任意単位）の蛍光強度が徐々に減少し、測定時間３００秒では８０程度（任意単位）の蛍光強度となる。
図７を用いて、実施形態に係る画像取得処理の有効性に関する具体例３として、光退色の測定結果について説明する。図７に示すように、測定時間０秒では１１０程度（任意単位）の蛍光強度が徐々に減少し、測定時間３００秒では８０程度（任意単位）の蛍光強度となる。
【0077】
（２－３－２－４．比較結果の考察）
以上より、実施形態に係る画像取得処理によって算出された総蛍光強度、つまりＤＮＡマイクロアレイＡ上に捕集された検出対象分子Ｎは、参考技術等に係る画像取得処理によって算出された総蛍光強度と比較して約２０％高いと算出される。したがって、実施形態に係る画像取得処理は、図７に示す蛍光スポットの蛍光強度の測定時間に対する光退色の効果が補正することができる。
以上より、実施形態に係る画像取得処理によって算出された総蛍光強度、つまりＤＮＡマイクロアレイＡ上に捕集された検出対象分子Ｎは、参考技術等に係る画像取得処理によって算出された総蛍光強度と比較して約２０％高いと算出される。したがって、実施形態に係る画像取得処理は、図７に示す蛍光スポットの蛍光強度の測定時間に対する光退色の効果が補正することができる。
【0078】
〔３．画像取得システム１０００の処理の流れ〕
図８を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００の処理の流れについて説明する。図８は、実施形態に係る画像取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、下記のステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理のうち、省略される処理があってもよい。
図８を用いて、実施形態に係る画像取得システム１０００の処理の流れについて説明する。図８は、実施形態に係る画像取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、下記のステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理のうち、省略される処理があってもよい。
【0079】
（３－１．第１画像取得処理）
第１に、画像取得装置１００は、第１画像取得処理を実行する（ステップＳ１０１）。例えば、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第１画像Ｉ１を取得する。
第１に、画像取得装置１００は、第１画像取得処理を実行する（ステップＳ１０１）。例えば、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第１画像Ｉ１を取得する。
【0080】
（３－２．第１光量算出処理）
第２に、画像取得装置１００は、第１光量算出処理を実行する（ステップＳ１０２）。例えば、画像取得装置１００は、取得した第１画像Ｉ１の蛍光スポットを特定し、蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１をシグナル強度として算出する。
第２に、画像取得装置１００は、第１光量算出処理を実行する（ステップＳ１０２）。例えば、画像取得装置１００は、取得した第１画像Ｉ１の蛍光スポットを特定し、蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１をシグナル強度として算出する。
【0081】
（３－３．閾値判定処理）
第３に、画像取得装置１００は、閾値判定処理を実行する（ステップＳ１０３）。例えば、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上か否か、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上か否かを判定する。画像取得装置１００は、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上、かつ第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、画像取得処理を終了する。一方、画像取得装置１００は、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理に移行する。
第３に、画像取得装置１００は、閾値判定処理を実行する（ステップＳ１０３）。例えば、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上か否か、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上か否かを判定する。画像取得装置１００は、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度以上、かつ第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、画像取得処理を終了する。一方、画像取得装置１００は、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満、または第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１のＳ／Ｎが所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理に移行する。
【0082】
（３－４．第２画像取得処理）
第４に、画像取得装置１００は、第２画像取得処理を実行する（ステップＳ１０４）。例えば、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第２画像Ｉ２を取得する。
第４に、画像取得装置１００は、第２画像取得処理を実行する（ステップＳ１０４）。例えば、画像取得装置１００は、撮像装置１によって撮像されたＤＮＡマイクロアレイＡの第２画像Ｉ２を取得する。
【0083】
（３－５．第２光量算出処理）
第５に、画像取得装置１００は、第２光量算出処理を実行する（ステップＳ１０５）。例えば、画像取得装置１００は、取得した第２画像Ｉ２の蛍光スポットを特定し、蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２をシグナル強度として算出する。
第５に、画像取得装置１００は、第２光量算出処理を実行する（ステップＳ１０５）。例えば、画像取得装置１００は、取得した第２画像Ｉ２の蛍光スポットを特定し、蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２をシグナル強度として算出する。
【0084】
（３－６．光量補正処理）
第６に、画像取得装置２００は、光量補正処理を実行する（ステップＳ１０６）。例えば、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１と第２画像Ｉ２の蛍光強度Ｑ２とが等しくなるよう画像を補正する。
第６に、画像取得装置２００は、光量補正処理を実行する（ステップＳ１０６）。例えば、画像取得装置１００は、第１画像Ｉ１の蛍光強度Ｑ１と第２画像Ｉ２の蛍光強度Ｑ２とが等しくなるよう画像を補正する。
【0085】
（３－７．画像加算処理）
第７に、画像取得装置２００は、画像加算処理を実行し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３の処理に戻る。例えば、画像取得装置１００は、蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’と、第１画像Ｉ１とを加算することによって、解析に十分なシグナル強度とＳ／Ｎである加算補正蛍光画像Ｉを生成する。
第７に、画像取得装置２００は、画像加算処理を実行し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３の処理に戻る。例えば、画像取得装置１００は、蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’と、第１画像Ｉ１とを加算することによって、解析に十分なシグナル強度とＳ／Ｎである加算補正蛍光画像Ｉを生成する。
【0086】
〔４．実施形態の効果〕
最後に、実施形態の効果について説明する。以下では、実施形態に係る処理に対応する効果１～５について説明する。
最後に、実施形態の効果について説明する。以下では、実施形態に係る処理に対応する効果１～５について説明する。
【0087】
（４－１．効果１）
第１に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第１の期間に撮像された第１画像Ｉ１と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第２の期間に撮像された第２画像Ｉ２とを取得し、第１画像Ｉ１の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１に基づいて第２画像Ｉ２の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’を生成し、補正第２画像Ｉ２’を第１画像Ｉ１に加算することによって、第１画像Ｉ１を補正した加算補正蛍光画像Ｉを生成する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
第１に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第１の期間に撮像された第１画像Ｉ１と、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって第２の期間に撮像された第２画像Ｉ２とを取得し、第１画像Ｉ１の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ１に基づいて第２画像Ｉ２の蛍光スポットの蛍光強度Ｑ２を補正した補正第２画像Ｉ２’を生成し、補正第２画像Ｉ２’を第１画像Ｉ１に加算することによって、第１画像Ｉ１を補正した加算補正蛍光画像Ｉを生成する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
【0088】
（４－２．効果２）
第２に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、蛍光強度Ｑ１と蛍光強度Ｑ２とを算出し、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、蛍光強度Ｑ２と第２画像Ｉ２の背景光の強度との差分を用いて第２画像Ｉ２の背景光を第１画像Ｉ１の背景光と等しくし、蛍光強度Ｑ２と第２画像Ｉ２との蛍光強度が減少した比率の逆数を乗算することによって蛍光強度Ｑ２を補正し、補正した蛍光強度Ｑ２を蛍光強度Ｑ１に加算することによって、蛍光スポットの蛍光強度が所定のシグナル強度以上かつ所定のシグナルノイズ比以上となる加算補正蛍光画像Ｉを生成する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、解析を実行するために十分なシグナル強度およびＳ／Ｎを満たす検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
第２に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、蛍光強度Ｑ１と蛍光強度Ｑ２とを算出し、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、蛍光強度Ｑ２と第２画像Ｉ２の背景光の強度との差分を用いて第２画像Ｉ２の背景光を第１画像Ｉ１の背景光と等しくし、蛍光強度Ｑ２と第２画像Ｉ２との蛍光強度が減少した比率の逆数を乗算することによって蛍光強度Ｑ２を補正し、補正した蛍光強度Ｑ２を蛍光強度Ｑ１に加算することによって、蛍光スポットの蛍光強度が所定のシグナル強度以上かつ所定のシグナルノイズ比以上となる加算補正蛍光画像Ｉを生成する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、解析を実行するために十分なシグナル強度およびＳ／Ｎを満たす検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
【0089】
（４－３．効果３）
第３に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、第１の期間としてＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって１回目の所定の露光時間で撮像された第１画像Ｉ１を取得し、第２の期間としてＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって２回目以降の各所定の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２とを取得する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、同一の露光時間で撮像された複数の蛍光画像を取得することによって、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
第３に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、第１の期間としてＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって１回目の所定の露光時間で撮像された第１画像Ｉ１を取得し、第２の期間としてＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって２回目以降の各所定の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２とを取得する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、同一の露光時間で撮像された複数の蛍光画像を取得することによって、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
【0090】
（４－４．効果４）
第４に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって所定の露光時間で撮像された第１画像Ｉ１を取得し、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって所定の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２を取得する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、複数の蛍光画像をリアルタイムで取得することによって、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
第４に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって所定の露光時間で撮像された第１画像Ｉ１を取得し、蛍光強度Ｑ１が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって所定の露光時間で撮像された第２画像Ｉ２を取得する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、複数の蛍光画像をリアルタイムで取得することによって、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
【0091】
（４－５．効果５）
第５に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって異なる複数の時間に所定の露光時間ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される第１画像Ｉ１と第２画像Ｉ２とを取得する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、複数の蛍光画像をバッチ取得することによって、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
第５に、上述した実施形態に係る処理では、画像取得装置２００は、ＤＮＡマイクロアレイＡが撮像装置１によって異なる複数の時間に所定の露光時間ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される第１画像Ｉ１と第２画像Ｉ２とを取得する。このため、実施形態に係る処理では、ＤＮＡマイクロアレイ法において、複数の蛍光画像をバッチ取得することによって、検出精度の高い蛍光画像を取得することができる。
【0092】
〔実施形態の適用例〕
以下では、実施形態の適用例について説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態の適用例により限定されるものではない。
以下では、実施形態の適用例について説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態の適用例により限定されるものではない。
【0093】
実施形態は、特定のターゲット分子として、核酸、糖鎖、タンパク質の生体高分子に適用することができる。
【0094】
実施形態は、ＤＮＡマイクロアレイの蛍光法、化学発光法、比色法による画像取得および解析に適用することができる。
【0095】
実施形態は、ＤＮＡマイクロアレイ等において、基板上に固相固定するプローブに蛍光分子等のシグナル発生源が修飾されている核酸配列計測デバイス、シグナリングアレイプローブによる非修飾ターゲット検出、洗浄不要の核酸配列計測用デバイスのマイクロアレイ検出に適用することができる。
【0096】
実施形態は、ＤＮＡマイクロアレイ等において、基板上に固相固定するプローブに、蛍光分子等のシグナル発生源が修飾されているターゲット分子を捕捉し、観察する核酸配列計測デバイスの検出に適用することができる。
【0097】
実施形態は、ＤＮＡマイクロアレイ等において、基板上に固相固定するプローブに、ターゲット分子に特異的に結合する蛍光分子等のシグナル発生源が修飾されているラベリング分子が結合したターゲット分子を捕捉し、観察する核酸配列計測デバイスの検出に適用することができる。
【0098】
実施形態は、核酸をターゲットとした場合、遺伝子発現解析、ジェノタイピング、塩基配列解析に適用することができる。
【0099】
実施形態は、糖鎖をターゲットとした場合、糖鎖プロファイリングに適用することができる。
【0100】
実施形態は、タンパク質をターゲットとした場合、抗体プロファイリング、タンパク質間相互作用解析に適用することができる。
【0101】
実施形態は、産業への応用として、創薬研究開発、バイオマーカ検出、疾病の診断、疾病の予防・予後管理、バイオマーカ探索、診断方法の開発、抗体の抗原探索、植物の品種判別、畜産品農産品の遺伝子判別検査、食品の遺伝子組換え試験、アレルギ表示試験、環境衛生検査における微生物検出・微生物同定、製品品質管理における微生物検査、発酵プロセスのモニタリング、発酵プロセスの種菌管理、微生物資材の有用菌探索、医薬品・食品製造プロセスの危害菌の性状評価に適用することができる。
【0102】
実施形態は、絶対光量検出による蛍光画像の画像取得技術へ適用することができる。
【0103】
〔システム〕
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【0104】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【0105】
さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【0106】
〔ハードウェア〕
次に、画像取得装置１００のハードウェア構成例を説明する。図９は、実施形態に係るハードウェア構成例を示す図である。図９に示すように、画像取得装置１００は、通信装置１００ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１００ｂ、メモリ１００ｃ、プロセッサ１００ｄを有する。また、図９に示した各部は、バス等で相互に接続される。
次に、画像取得装置１００のハードウェア構成例を説明する。図９は、実施形態に係るハードウェア構成例を示す図である。図９に示すように、画像取得装置１００は、通信装置１００ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１００ｂ、メモリ１００ｃ、プロセッサ１００ｄを有する。また、図９に示した各部は、バス等で相互に接続される。
【0107】
通信装置１００ａは、ネットワークインタフェースカードなどであり、他のサーバとの通信を行う。ＨＤＤ１００ｂは、図４に示した機能を動作させるプログラムやＤＢを記憶する。
【0108】
プロセッサ１００ｄは、図４に示した各処理部と同様の処理を実行するプログラムをＨＤＤ１００ｂ等から読み出してメモリ１００ｃに展開することで、図４等で説明した各機能を実行するプロセスを動作させる。例えば、このプロセスは、画像取得装置１００が有する各処理部と同様の機能を実行する。具体的には、プロセッサ１００ｄは、取得部１３１、生成部１３２等と同様の機能を有するプログラムをＨＤＤ１００ｂ等から読み出す。そして、プロセッサ１００ｄは、取得部１３１、生成部１３２等と同様の処理を実行するプロセスを実行する。
【0109】
このように、画像取得装置１００は、プログラムを読み出して実行することで各種処理方法を実行する装置として動作する。また、画像取得装置１００は、媒体読取装置によって記録媒体から上記プログラムを読み出し、読み出された上記プログラムを実行することで上記した実施形態と同様の機能を実現することもできる。なお、この他の実施形態でいうプログラムは、画像取得装置１００によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【0110】
このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ（Magneto－Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。
【0111】
〔その他〕
開示される技術特徴の組合せのいくつかの例を以下に記載する。
開示される技術特徴の組合せのいくつかの例を以下に記載する。
【0112】
（１）測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得する取得部と、前記第１の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光を発生する蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する生成部と、を備える画像取得装置。
【0113】
（２）前記生成部は、前記第１の蛍光強度と前記第２の蛍光強度とを算出し、前記第１の蛍光強度が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、前記第２の蛍光強度と前記第２の蛍光画像の背景光の強度との差分を用いて前記第２の蛍光画像の背景光と前記第１の蛍光画像の背景光と等しくし、前記第１の蛍光強度と前記第２の蛍光強度との蛍光強度が減少した比率の逆数を乗算することによって前記第２の蛍光強度を補正し、補正した前記第２の蛍光強度を前記第１の蛍光強度に加算することによって、蛍光スポットの蛍光強度が前記所定のシグナル強度以上かつ前記所定のシグナルノイズ比以上となる前記加算補正蛍光画像を生成する、（１）に記載の画像取得装置。
【0114】
（３）前記第１の期間は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって撮像された１回目の所定の露光時間であり、前記第２の期間は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって撮像された２回目以降の各所定の露光時間である、（１）または（２）に記載の画像取得装置。
【0115】
（４）前記取得部は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって所定の露光時間で撮像された前記第１の蛍光画像を取得し、前記第１の蛍光強度が所定のシグナル強度未満または所定のシグナルノイズ比未満である場合に、前記測定対象試料が前記撮像装置によって前記所定の露光時間で撮像された前記第２の蛍光画像を取得する、（１）～（３）のいずれか１つに記載の画像取得装置。
【0116】
（５）前記取得部は、前記測定対象試料が前記撮像装置によって異なる複数の時間に所定の露光時間ごとに撮像された複数の蛍光画像から選択される前記第１の蛍光画像と前記第２の蛍光画像とを取得する、（１）～（４）のいずれか１つに記載の画像取得装置。
【0117】
（６）前記測定対象試料は、ＤＮＡマイクロアレイである、（１）～（５）のいずれか１つに記載の画像取得装置。
【0118】
（７）コンピュータが、測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、前記第１の蛍光画像の蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、処理を実行する画像取得方法。
【0119】
（８）コンピュータに、測定対象試料が撮像装置によって第１の期間に撮像された第１の蛍光画像と、前記測定対象試料が前記撮像装置によって第２の期間に撮像された第２の蛍光画像とを取得し、前記第１の蛍光画像の蛍光スポットの第１の蛍光強度に基づいて前記第２の蛍光画像の蛍光スポットの第２の蛍光強度を補正した補正後の蛍光画像を生成し、前記補正後の蛍光画像を前記第１の蛍光画像に加算して、前記第１の蛍光画像を補正した加算補正蛍光画像を生成する、処理を実行させる画像取得プログラム。
【符号の説明】
【0120】
１ 撮像装置
１０ 光源
１１ 対物レンズ
１２ ダイクロイックミラー
１３ フィルタ
１４ レンズ
１５ 受光素子
１００ 画像取得装置
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１３０ 制御部
１３１ 取得部
１３２ 生成部
１０００ 画像取得システム
１０ 光源
１１ 対物レンズ
１２ ダイクロイックミラー
１３ フィルタ
１４ レンズ
１５ 受光素子
１００ 画像取得装置
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１３０ 制御部
１３１ 取得部
１３２ 生成部
１０００ 画像取得システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】