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2007年11月29日 (木)

レーザー&PMT方式とGELSCANの比較 その2

元画像をフルサイズでアップします。

※※ BLOG側の制約で自動的に幅 500pixelに丸められるようです。

元画像は1192pixelあります。

(オリジナルJPEG画像は、弊社ホームページに掲載します。)

■ レーザー+PMT方式 Molecular Imager FX (Bio-Rad社) 価格 約600万円

元画像:http://www.imeasure.co.jp/fig/MolImgFX.jpg

■ GELSCAN 300ppi(dpi) スキャン時間:1分15秒 加算処理:なし(1回)

元画像:http://www.imeasure.co.jp/fig/GELSCANx1_level.jpg

■ GELSCAN 300ppi(dpi) スキャン時間:80分 加算処理:あり(32回)

元画像:http://www.imeasure.co.jp/fig/GELSCANx32_level.jpg

加算処理とは、新開発イメージスキャナ駆動ソフト『iMeasureScan』のマルチスキャン機能を指します。

非常に淡い画像をノイズを下げて可視化する際に威力を発揮します。(%2)

詳細につきましては、末尾の備考欄を参照ください。(%1)

■スキャニング順番について:

スキャニング順番は、

(1)ゲル作成後 直ちに レーザー+PMT方式でスキャン。

(2)宅配送付 2日後 GELSCANにてx1スキャン。

(3)続けて GELSCANにて x32スキャン。

※蛍光標識試薬は、励起光の照射により蛍光強度が劣化していきます。

■備考

(%1) iMeasureScanのマルチスキャン機能

ガンマ1.0の16bit画像をデジタル積算します。

デジタル画像ノイズの1つ光ショットノイズは、フォトン数の平方根に比例します。

そのため、4回積算で1/2、16回積算で1/4と光ショットノイズが低減します。

iMeasureScanは最高256回の積算が可能です。

また、出力値を変えない 加算平均処理 と 積算回数に比例して輝度が上昇する 単純加算処理と2通りから選択可能です。

更に、単純加算の場合、飽和する前に自動的にスキャニングを停止する機能も搭載しています。

(%2)非常に淡い画像

GELSCANは、基準となる均一な蛍光板の輝度を16bitの最高値として保持し、シェーディング補正を自動的におこなってキャリブレーション結果を再度16bitで出力します。

そのため、A3サイズ全域にわたり、ゲルの蛍光強度に比例した値を得ることができます。

上記、元画像は16bitグレースケール(RedチャンネルをDropoutでスキャン)で得た画像です。

この画像をImageJで解析した結果は下記のとおりです。

もっとも濃い一番左のバンドのもっとも濃いタンパク質の値:1000/65535

⇒ O.D.値換算すると OD=-1*log(1000/65535) = 1.8

もっとも淡い一番右から3番目のバンドの一番濃いタンパク質の値:136/65535

⇒ O.D.値換算すると 2.7

市販のイメージスキャナでは、反射モードの場合、主に写真用印画紙のもっとも濃い部分をキレイにスキャンできることを目標に開発されます。写真印画紙のもっとも濃度の高い値は、2.2です。

従って、たとえ市販イメージスキャナを改造したとしても、もっとも淡いバンドは可視化できないことになります。

GELSCANは、ES-10000Gをベーススキャナとして、

(1)CCD駆動をゲル画像を得るために最適化し、最大6画素のCCD画素のアナログ加算処理に成功しました。デジタルカメラの技術でいうところのビニング処理と同等です。

(2)蓄積時間をx16延長可能としました。その分、やはりアナログ段階で画素に蓄積されるフォトンの量を比例的に増加させます。

(3)更に、新開発イメージスキャナ駆動ソフト『iMeasureScan』のマルチスキャン機能を使うことで、デジタル画像の加算処理を行い、光ショットノイズの低減を図ります。

以上の技術により、従来 600~1200万円と高価であった DNA/タンパク質分析用の Laser+PMT方式の蛍光イメージャー(蛍光スキャナ)に極めて近い画像を市販のイメージスキャナをベースにて達成致しました。

ぜひ、12月パシフィコ横浜(国際画像機器展2007、 翌週の BMB2007 第30回日本分子生物学会・第80回日本生化学会)で実物をご覧下さい。(__)

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