結晶の像を形成するためのシステムおよび方法
本発明は、結晶の像を形成するためのコンピューターで実行可能なシステムおよび方法を提供する。本システムは、それぞれ、（ａ）光源；（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；（ｄ）光捕集デバイス；および（ｅ）光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム、を備える。別の実施形態において、本発明のソフトウェアプログラムは：（１）１〜ｎ個のサンプルの像を取得し；（２）サンプルの像の各々を分解し；（３）分解されたサンプルの像を、一連の二次元マトリクスに換算し；（４）マトリクスの各々を、バックグラウンド補正に投入し；そして（５）バックグラウンド補正されたマトリクスを統合して、サンプルの向上された像を構築する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、結晶（例えば、結晶の光学特性と同様の光学特性を有する物質において形成する、タンパク質結晶）の像を形成するためのシステム、デバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
Ｘ線結晶学は、タンパク質分子内の三次元原子配置を決定するために使用される技術である。タンパク質結晶のｘ線回折パターンが、タンパク質の三次元構造を決定するために分析される。タンパク質結晶の成長は、試行錯誤のプロセスである。特定のタンパク質結晶の結晶核生成（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ）および成長を促進する条件を決定するため、しばしば、数百回または数千回の実験が実行される。大部分の結晶化実験は、多くのウェルを備えるプラスチックトレイにおいて設定される。
【０００３】
細胞膜内にインビボで包埋されて存在するタンパク質は、「膜タンパク質」と称される。膜タンパク質の例としては、イオンチャネルおよびＧタンパク質共役レセプターが挙げられる。多くの膜タンパク質は、製薬産業にとっての高価値な薬物標的であり、そしてそれらタンパク質の三次元構造は、構造ベースの薬物開発および薬物設計の目的のための大きな可能性を提供する。不運にも、膜タンパク質は結晶化するのが困難であり、そして結果として異なる膜タンパク質のうち、約３０個の高解像度構造のみが現在利用可能である。
【０００４】
従来より、膜タンパク質の結晶は、界面活性剤／タンパク質複合体由来の溶液中で成長されている。マトリクス（例えば、シリカゲルおよびアガロースゲル）もまた、ｘ線回折実験のための結晶の形成のために使用されている（非特許文献１；非特許文献２）。このようなマトリクスベースの実験において、タンパク質はゲル様材料中に包埋され、そして結晶化誘導剤が添加される。このゲルは、無重力における結晶化に近い条件を形成する作用で対流を低減させ、そしていくつかの場合において、結晶核形成および結晶の成長に好都合の環境を提供する（非特許文献３）。このようなマトリクスの１つは、いわゆる脂質立方相（ｌｉｐｉｄ ｃｕｂｉｃ ｐｈａｓｅ：ＬＣＰ）である。結晶化マトリクスとしての脂質立方相の使用は、界面活性剤／タンパク質複合体として結晶化され得ないいくつかの膜タンパク質の高品質の結晶を提供した（非特許文献４）。いくつかの可溶性タンパク質もまたＬＣＰマトリクスにおいて結晶化されている。このことは、他の結晶化方法を使用した結晶化を妨害するいくつかの可溶性タンパク質が、ＬＣＰマトリクス中で結晶化し得ることを示唆する。これまで、脂質立方相におけるすべての膜タンパク質が着色された（非特許文献５）。
【０００５】
タンパク質結晶化実験は、通常、容器（例えば、９６ウェルプラスチック結晶化トレイ）内で実施され、この容器は、タンパク質マトリクスまたはタンパク質溶液と結晶化誘導剤（溶液または固体）との物理的接触を可能にする。実験の結果である「結晶性」または「非結晶性」は、代表的に、顕微鏡を使用してオペレーターによる目視検査により評価される。この目的のため、明視野の照明、暗視野の照明および偏光オプションを備える分析用（ｄｉｓｓｅｃｔｉｎｇ）顕微鏡が一般的に使用される。より先進的なシステムは、自動的に実験の像を捕集し得、これらをデータベースに記憶させ得る。最終的な結果に関する実験および決定の注釈は、オペレーターによる入力を必要とする。この手動の注釈は時間がかかるので、多くの結晶化の設定が評価されるべき場合、深刻な障害を生み出す。いくつかの自動化システムが、オペレーターによって検査される必要のある像の数を減少させるために発明されている（非特許文献６；Ｇｅｓｔｅｒ，．Ｔ．Ｅ．ら、「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｃｑｕｉｒｉｎｇ，Ｓｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍａｇｅｓ」、特許文献１、２００３）。これらの方法はしばしば、簡単な事前の選択（ｐｒｅ−ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）（例えば、実験全体を通して変化が生じていない実験を無視すること）を実行する。このようなネガティブな選択手順に加え、結晶を同定するために像処理ルーチンが使用されている（非特許文献６；特許文献１）。実際の全ての場合において、これらのアルゴリズムは、端検出アルゴリズムおよびパターン認識に基づく。一般的に、これらの結晶スコア付けツールは、結晶化実験が小さな結晶を含む場合、マトリクスが完全には透明でない場合、または析出物が生じる場合に、明瞭な断面結果（ｃｌｅａｒ−ｃｕｔ ｒｅｓｕｌｔ）および面チャレンジ（ｆａｃｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ）に向けて良好に働く。
【０００６】
多くの問題が脂質立方相における無色の膜タンパク質の結晶化と関連する。例えば、タンパク質結晶および周囲の脂質相の屈折率における小さな差異に起因する低コントラスト（非特許文献７）、および低視認性を引き起こす不明瞭なマトリクス、がある。このことは、タンパク質析出物の形成に起因し得るか、または結晶化の過程の間に不透明相への移行を受け得る脂質に起因し得る。また、結晶は非常に小さく観察が困難であり得る。
【特許文献１】米国特許第６，５２９，６１２号明細書
【非特許文献１】Ｇａｒｃｉａ−Ｒｕｉｚ，Ｊ．Ｍ．ら，「Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ Ｇｅｌ Ａｃｕｐｕｎｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，」 Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｄｕ．７５：４４２−４４６ （１９９８）
【非特許文献２】Ｂｉｅｒｔｕｐｆｅｌ，Ｃ．ら、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｇａｒｏｓｅ Ｇｅｌ」 Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔ．Ｄ ５８：１６５７−１６５９（２００２）
【非特許文献３】Ｒｕｍｍｅｌ，Ｇ．ら、「Ｌｉｐｉｄｉｃ Ｃｕｂｉｃ Ｐｈａｓｅｓ：Ｎｅｗ Ｍａｔｒｉｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ」 Ｊ．Ｓｔｒｕｃｔ．Ｂｉｏｌ．１２１：１−１１（１９９８）
【非特許文献４】Ｃａｆｆｒｅｙ，Ｍ．、「Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ」 Ｊ．Ｓｔｒｕｃｔ．Ｂｉｏｌ．１４２（１）：１０８−３２（２００３）
【非特許文献５】Ｃｈｉｕ，Ｍ．Ｌ．ら、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎ Ｃｕｂｏ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ」 Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ Ｄ ５６：７８１−７８４（２０００）
【非特許文献６】Ｒｕｐｐ，Ｂ．、「Ｈｉｇｈ−Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ ａｔ ａｎ Ａｆｆｏｒｄａｂｌｅ Ｃｏｓｔ：Ｔｈｅ ＴＢ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｆａｃｉｌｉｔｙ」 Ａｃｃ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．３６（３）：１７３−８１．２００３
【非特許文献７】Ｎｏｌｌｅｒｔ，Ｐ．，「Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｓ Ｇｒｏｗｎ ｉｎ Ｌｉｐｉｄｉｃ Ｃｕｂｉｃ Ｐｈａｓｅｓ」、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｃｒｙｓｔ．３６（５）．２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の問題は、無色の膜タンパク質に対するＬＣＰ技術の適応能力を制限する。本特許出願は、結晶の検出を容易にし、そしてマトリクス内でのそれら結晶のコントラストを増強するため、複屈折現象を使用するシステムおよび方法を提供する。本発明は、全ての結晶化実験において適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の要旨）
１つの局面において、本発明は、結晶の像を形成するためのコンピューターで実行可能なシステムを提供し、このシステムは：（ａ）光源；（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；（ｄ）光捕集デバイス；および（ｅ）光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム、を備え、作動時に、（１）光源からの光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、この第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置するサンプルを通過し、次いで、この第２の偏光材料を通過し、そして光捕集デバイスに衝突して像を形成し、この像は、ソフトウェアプログラムが動作しているコンピュータデバイスに送信される電気信号の形態で、赤色成分、緑色成分および青色成分を含み；そして（２）このソフトウェアプログラムは、その像を、赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、赤色成分と、緑色成分と、青色成分との間の差異を計算し、そしてこの差異を合成して合成像（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｉｍａｇｅ）を形成する。
【０００９】
本発明のシステムのいくつかの実施形態において、このソフトウェアプログラムは：（１）１〜ｎ個のサンプル像を取得し；（２）これらのサンプル像の各々を分解し；（３）分解されたサンプル像を、一連の二次元マトリクスに換算（ｒｅｄｕｃｅ）し；（４）これらのマトリクスの各々をバックグラウンド補正に投入し；そして（５）バックグラウンドの補正されたマトリクスを統合して、サンプルの向上された（ｅｎｈａｎｃｅｄ）像を構築する。
【００１０】
本発明はまた、本明細書中により完全に記載される、複屈折結晶を可視化するためのコンピューターで実行可能な方法を提供する。
【００１１】
本発明のシステムおよび方法を使用して、任意の型の結晶（脂質立方相物質中に存在するタンパク質結晶が挙げられる）を可視化し得る。
【００１２】
本発明の前述の局面および多くの付随する利点は、添付の図面を組合わせる場合、以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるようになるのと同様により容易に認識されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本明細書中で使用される場合、用語「消光」とは、偏光軸が互いに対して垂直であるように方向付けられる２つの偏光材料によって、平面偏光された光が完全にかまたはほぼ完全に吸収される現象をいう。
【００１４】
１つの局面において、本発明は、結晶の像を形成するためのコンピューターで実行可能なシステムを提供する。このシステムは、各々：（ａ）光源；（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；（ｄ）光捕集デバイス；および（ｅ）光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム、を備え、作動時に、（１）光源からの光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、この第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置するサンプルを通過し、次いで、この第２の偏光材料を通過し、そして光捕集デバイスに衝突して像を形成し、この像は、ソフトウェアプログラムが動作しているコンピュータデバイスに送信される電気信号の形態で、赤色成分、緑色成分および青色成分を含み；そして（２）このソフトウェアプログラムは、その像を、赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、赤色成分と、緑色成分と、青色成分との間の差を計算し、そしてこの差を合成して合成像を形成する。
【００１５】
本発明のシステムにおいて有用である光源は、白熱電球または発光ダイオード（ＬＥＤ）のいずれかにより放射される白色光（約４００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の波長を有する）を生じる。光フィルタ（例えば、Ｖｏｌｐｉ ＡＧ（Ｗｉｅｓｅｎｓｔｒａｓｓｅ ３３，ＣＨ−８９５２ Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より販売される赤色フィルタ２３５０．０８１）を使用して、所望の波長および関連するバンド幅を有する光を提供し得る。白色光光源の例は、Ｖｏｌｐｉ ＫＬ１５０（Ｖｏｌｐｉ ＡＧ（Ｗｉｅｓｅｎｓｔｒａｓｓｅ ３３，ＣＨ−８９５２ Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より利用可能）である。
【００１６】
本発明の実施において有用な偏光材料は、光を偏光させる。本発明の実施において有用ないくつかの偏光材料は、複屈折性（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ）である。本発明の実施において有用ないくつかの偏光材料は、環状の光偏光材料であり、そして本発明の実施において有用な他の偏光材料は、線形の光偏光材料である。有用な偏光材料の例としては、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（３Ｍ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ ５５１４４−１０００，ＵＳＡ）より販売される線形の偏光物（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）ＨＮ２２のような、Ｐｏｌａｒｏｉｄシートフィルタが挙げられる。
【００１７】
偏光材料は、この偏光材料の平面に対して９０°の角度にある回転軸の周りに回転可能である。偏光材料は、代表的に、偏光材料の薄いシートであり、このシートは、シートの平面で回転され得る。このシート材料が回転されている間、このシートの主要な軸は、回転軸に平行なままである。
【００１８】
本発明のシステムにおいて有用な光捕集デバイスは、第一の偏光材料を通過し、次いでサンプル（例えば、結晶を含む脂質立方相物質のサンプル）を通過し、次いで第二の偏光材料を通過する光を捕集する。有用な光捕集デバイスの例としては、可視光を捕集し得そして記録し得るデバイス（これは、二次元アレイで配置され得る）、例えばＣＣＤカメラ（例えば、Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．（６５４０ Ｂｕｒｒｏｇｈｓ Ｓｔ．Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＭＩ ４８３１４−２１３３，ＵＳＡ）より販売されるＳｐｏｔ Ｉｎｓｉｇｈｔ ＱＥ Ｃｏｌｏｒ Ｍｏｓａｉｃ）が挙げられる。この光捕集デバイスは、コンピューターに送信される電気シグナルの形式で像を形成する。このコンピューターにおいて、本明細書中に記載される像の解析のためのソフトウェアプログラムが実行される。
【００１９】
図１は、本発明のシステム１０の例示的な実施形態を示す。システム１０は、光源１２、顕微鏡１４（図１の側面断面図のとおりであり、説明を容易にするために示される）、光捕集デバイス１６、および計算デバイス１８、を備える。ソフトウェアプログラムは計算デバイス１８上で動作する。このソフトウェアプログラムは、光捕集デバイス１６からの電気信号を分析する。
【００２０】
顕微鏡１４は、顕微鏡１４の構成要素を支持するＬ字型ブラケット２０を備える。光ファイバーの束２２は、光源１２と、顕微鏡１４の一部であるスリーブ（ｂｕｓｈｉｎｇ）取付具２４とを接続する。顕微鏡１４は、光ファイバーの束２２からの光を反射する反射プリズム２６を備える。反射プリズム２６は、ステージ３０に取り付けられたプリズムサポート２８上で支持される。ステージ３０は、モーター付の（ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ）直線位置決めレール３２の組に取り付けられる。
【００２１】
図２に示される顕微鏡１４の前面図に示されるように、顕微鏡１４はまた反射板３４を備え、この反射板３４は、ホイール３８を手動で回転することによって回転され得る車軸３６に取り付けられる。顕微鏡１４はまた、車軸３６のためのガイド４０を備える。ガイド４０は、ステージ３０に取り付けられる。モーター付の直線位置決めレール３２は、プリズム２６または反射板３４のいずれかへ光源１２からの光が当たることを可能にする２つの位置のいずれかへの、プリズム２６および反射板３４の水平移動を可能にする。
【００２２】
図２に示されるように、顕微鏡１４は、第一の偏光フィルタ４２（これは、線形または環状の偏光フィルタ）および第一の光補償フィルタ４４を備え、これらは両方とも支持体４６上に支持される。第一の偏光フィルタ４２は、第一のモーター付回転ステージ４７（例えば、Ｓｉｇｍａ ＫＯＫＩ Ｃｏ．ＬＴＤ（１−１９−９，Ｍｉｄｏｒｉ，Ｓｕｍｉｄａ−ｋｕ，Ｔｏｋｙｏ，１３０−００２１，Ｊａｐａｎ）より販売される、モーター付回転ステージＳＧＳＰ−１２０ＹＡＷ）により回転される。支持体４６は、第二ステージ４８に取り付けられ、この第二ステージ４８は、第一の偏光フィルタ４２および第一の光補償フィルタ４４の水平移動を可能にする、モーター付の直線位置決めレール５０の第二の組に取り付けられる。モーター付の直線位置決めレール５０は、Ｌ字型ブラケット２０に取り付けられる。光フィルタのためのレセプタクル５１もまた、第二ステージ４８に取り付けられる。異なる光フィルタ（例えば、赤色フィルタまたは青色フィルタ）は、レセプタクル５１に挿入されて、所望の色を有するビーム光を生じ得る。例として繰り返すと、波長板（例えば、λ／４またはλ／２の波長板（ｗａｖｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ）がレセプタクル５１に挿入されて、低偏光コントラストな対象の偏光コントラストを増大させ得る。
【００２３】
顕微鏡１４はまた可動性ステージ５２を備え、この可動性ステージ５２は、サンプルホルダ５４、例えば、サンプルを保持するための多くのウェルを備える結晶化トレイ（ｄｅＣｏｄｅ ｂｉｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（７８６９ ＮＥ Ｄａｙ Ｒｏａｄ Ｗｅｓｔ，Ｂａｉｎｂｒｉｄｇｅ Ｉｓｌａｎｄ，ＷＡ ９８１１０，ＵＳＡ）より利用可能である、ＣｏｍｂｉＣｌｏｖｅｒＴＭ Ｊｕｎｉｏｒプレート）を支持する。サンプルホルダ５４はシステム１０の一部ではないが、例示および説明のために示されることが理解される。可動性ステージ５２は、モーター付のステージ位置決めレール５５の組に取り付けられ、このレール５５は、第一の偏光フィルタ４２または第一の光補償フィルタ４４から出るビーム光路にサンプルホルダ５４の一部を位置決めするため、水平面内でサンプルホルダ５４を移動する。モーター付のステージ位置決めレール５５は、Ｌ字型ブラケット２０に取り付けられる。光を通さないハウジング５６は、プリズム２６、第一の偏光フィルタ４２および第一の光補償フィルタ４４を囲む。
【００２４】
顕微鏡１４はまた、レンズマウント６０によって定位置に保持されるレンズ５８を備える。レンズマウント６０は、第三のステージ６２に取り付けられ、この第三のステージ６２は、レンズ５８を上下に移動する（これによって、サンプルの像の拡大の調節、例えば、１×〜５×の倍率の範囲での調節を可能にする）、垂直方向のレンズ位置決めレール６４に取り付けられる。制御可能な開口部６６は、レンズ５８に達する光の量を制御する。制御可能な開口部６６は、第三のステージ６２によって支持される。
【００２５】
顕微鏡１４はまた、第二のモーター付の偏光フィルタ６８（例えば、線形の偏光フィルタ）を備え、この偏光フィルタ６８は、第二の支持体７０によって支持される。第二のモーター付の偏光フィルタ６８は、第二のモーター付の回転ステージ７１（例えば、Ｓｉｇｍａ ＫＯＫＩ Ｃｏ．ＬＴＤ（１−１９−９，Ｍｉｄｏｒｉ，Ｓｕｍｉｄａ−ｋｕ，Ｔｏｋｙｏ，１３０−００２１，Ｊａｐａｎ）より販売される、モーター付の回転ステージＳＧＳＰ−１２０ＹＡＷ）によって回転される。第二の支持体７０はまた、第二の光補償フィルタ７２を支持する。第二の支持体７０は、第四のステージ７４に取り付けられ、この第四のステージ７４は、水平方向のモーター付の直線位置決めレール７６に取り付けられ、このレール７６は第二のモーター付の偏光フィルタ６８および第二の光補償フィルタ７２の水平移動を可能にする。第五のステージ７８は、水平方向の偏光レール７６の垂直方向の移動を可能にする。第五のステージ７８は、垂直方向位置決めレール８０に沿って移動する。光を通さないハウジング８２（これは、図１に概略が示される）は、第二のモーター付の偏光フィルタ６８および第二の光補償フィルタ７２を囲む。
【００２６】
可撓性の覆い８４は、光を通さないハウジング８２からレンズマウント６０まで延びる。Ｃマウント８６はカメラ１６を支持する。オプションの像マルチプレクサープリズム８８（または像スプリッター）は、カメラ１６と第二のモーター付の偏光フィルタ６８との間に配置される。像マルチプレクサープリズム８８（または像スプリッター）は、同じ対象の多重像が記録されるのを可能にする。ケーブル９０（例えば、ＵＳＢ２ケーブル）は、カメラ１６と計算デバイス１８とを連絡する。
【００２７】
作動時、光ファイバーの束２２は、光源１２から反射プリズム２６または反射板３４のいずれかへと光を導く。スリーブ取付具２４を使用して、光ファイバーの束２２の位置を手動で調節し得る。プリズムサポート２８は、モーター付の直線位置決めレール３２に沿って、光ファイバーの束２２から光が放射する通路における、所望に応じて反射プリズム２６または反射板３４のいずれかの位置へと移動する。プリズム２６を使用して、固定角で対象を照射し得る（例えば、光が出る光ファイバーの束２２と照射される対象に向けて移動する光の間の角度が９０°である）。反射板３４は可動性であり、側面から対象に当てる方式で光を偏向させるために回転され得る。反射板３４のこのような操作は、対象を擬似暗視野（ｐｓｅｕｄｏ−ｄａｒｋ ｆｉｅｌｄ）の照射の下で可視化するために使用され得る。代表的に、プリズム２６は、第一の偏光フィルタおよび第二の偏光フィルタ６８が光路中に存在する場合に使用され、一方で反射板３４は第一の偏光フィルタ４２および第二の偏光フィルタ６８が光路中に存在しない場合に使用され得る。そして、結晶面をくっきりさせる像が結晶から得られる
プリズムサポート２８の移動は、コンピューターによって制御される。光ファイバーの束２２から放射するビーム光に対する反射板３４の角度は、手動の回転ホイール３８によって制御される。従って、例えば、反射板３４の角度の調節は、斜角でのサンプルの照射を可能にし、これによって擬似暗視野の照射を生じる。
【００２８】
反射プリズム２６または反射板３４によって反射された光は、第一のモーター付の偏光フィルター４２または第一のモーター付の光補償フィルタ４４のいずれかを通って方向付けられ、次いでサンプルホルダ５４におけるサンプル（例えば、結晶）に当たる。モーター付の直線位置決めレール３２の水平方向の移動は、支持体２８に水平移動させ、これによって第一のモーター付の偏光フィルタ４２または第一のモーター付の光補償フィルタ４４のいずれかを、光源１２からの光路中に移動させる。第一の光補償フィルタ４４は第一の偏光フィルタ４２の光学効果を補償し、そして第一の偏光フィルタ４２が光源１２からの光路から外される場合に、焦点を調節するための必要を避ける。第一の偏光フィルタ４２は、その光軸の回りに回転され得る。第一の偏光フィルタ４２が平板の偏光材料である本発明の実施形態において、回転は、第一の偏光フィルタ４２の平面と平行である。回転軸は、光源１２から第一の偏光フィルタ４２に入る光路と平行である。
【００２９】
サンプルを通って伝えられる光は、制御可能な開口部６６を通過し、この開口部６６は手動で操作され、そして調節されて、より多くまたはより少ない光がレンズ５８に達することを可能にし得、これによって領域の深さおよび光強度に関する調節を可能にし得る。レンズ５８は、カメラ１６に対するサンプルの像を拡大しそして焦点を合わせる。１実施形態において、焦点距離３５ｍｍでアポクロマートであるレンズ５８が、１つの計画である。
【００３０】
レンズ５８を通過する光は、次いで、第二のモーター付の偏光フィルタ６８または第二の光補償フィルタ７２のいずれかを通過する。水平方向のモーター付の直線位置決めレール７６の移動は、第二の支持体７０を水平方向に移動させ、これによってレンズ５８からの光路中に第二のモーター付の偏光フィルタ６８または第二の光補償フィルタ７２のいずれかを移動させる。第五のステージ７８は、水平方向のモーター付の直線位置決めレール７６の垂直方向の移動を可能にする。垂直方向の位置決めレール８０に沿った第五ステージ７８の移動は、第二のモーター付の偏光フィルタ６８および第二の光補償フィルタ７２を垂直方向に移動させる。
【００３１】
第二の偏光フィルタ６８はその光軸の周りに回転され得る。第二の偏光フィルタ６８が平板の偏光材料である本発明の１実施形態において、回転は第二の偏光フィルタ６８の平面に平行である。回転軸は、光源１２から第二の偏光フィルタ６８に入る光路に平行である。
【００３２】
第二のモーター付偏光フィルタ６８または第二の光補償フィルタ７２を通過する光は、次いでカメラ１６に入ってそして電気シグナルを形成し、この電気シグナルは、画像分析ソフトウエアプログラムが動作しているコンピューター１８へと送信される。本明細書中でより完全に考察されるように、この画像分析ソフトウェアプログラムは、像を赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、その赤色成分と緑色成分と青色成分との間の差を計算し、そしてそれらの差を結合して合成像を形成する。
【００３３】
図３は、本発明のシステム１０において使用される画像分析ソフトウェアにより実行される主要な工程を示すブロック図である。ブロック３０２において、異なる偏光角におけるサンプルの１〜ｎ個の像（ここで、ｎは１より大きい正の整数である）が、非圧縮の像ファイルとして取得される。ブロック３０４において、各々の像は、像中の色情報を量子化するｍ次元のマトリクス（すなわち基本色空間）へと分解される（ｍは任意の正の整数）。１つの方法は、ＲＧＢまたはＨＳＶのような色モデルを使用する基本色空間へと像情報をマップ付けする（ｍａｐ）ことである。ブロック３０６において、ｍ次元マトリクスはさらに、一連の二次元マトリクス（通常、色モデルの個々の軸またはチャネルを示す）へと換算される。色モデルがＲＧＢである場合、赤色チャネル、緑色チャネルおよび青色チャネルを示す３つの二次元マトリクスが引き出され得る。ブロック３０８において、これらのマトリクスはバックグラウンド補正フィルタに送られる。バックグラウンド補正は、各々のチャネルマトリクスに対して適用されて、未処理（ｒａｗ）像をしばしば支配する、低振動数の空間偏差（例えば、サンプルのマトリクスにおける光の勾配または偏差）を補償する。対照的に、目的の対象物は、鋭利な端および小さな寸法を有する結晶であり、これは像の高振動数の空間偏差を示す。色シグナルを取り出す処理は、この特徴的な振動数の差を利用する。ブロック３１０において、各々のチャネルに対してバックグラウンド補正されたマトリクスは、他の偏光像から導かれるマトリクスと統合されて、複屈折シグナルが増幅される新規のマトリクスを生じる。ブロック３１２において、マトリクスの集合は再構築されて、最終的にデジタル強化された色像を生じる。
【００３４】
図４は、バックグラウンド補正の１形態を示すブロック図である。ブロック４０２において、マトリクスｎの未処理チャネルｋの形態で像が提供される。ブロック４０４において、マトリクスは、２−Ｄガウスフィルターの５回の反復性サイクルを通されて、ブロック４０６においてマトリクスｎのチャネルｋに対するバックグラウンドを概算するマトリクスを形成する。ガウスフィルタは、このチャネルについての一連の漸増性に不鮮明な像を生じ、ここで高振動数の対象（例えば、結晶の端）がさらに強調されることはない。像の２−Ｄガウスたたみこみ（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、最初にｘ軸方向で１−Ｄガウスを用いてたたみ込み（ｃｏｎｖｏｌｖｉｎｇ）、次いでｙ軸方向に別の１−Ｄガウスを用いてたたみこむことによって達成される。各々の像軸に関して、Σを用いたガウスフィルターは２０に等しく、そして１×４０ピクセルのマスクが使用される。
【００３５】
ブロック４０８において、元の像のピクセル強度オフセットが実行され、ここで各々のピクセルの明度がコントラスト量の分増加される。オフセットマトリクスは、その後の減算（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ）が負の値（または切捨て（ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ））をそのマトリクス中に生じないことを確実にする。ブロック４１０において、最終のガウスフィルターされたマトリクスは、オフセットマトリクスから減算され、ブロック４１２において新規のバックグラウンド補正されたマトリクスを生じる。このバックグラウンド補正されたマトリクスにおけるバックグラウンドは、単調化されており（ｆｌａｔｔｅｒｎ）、そして結晶の複屈折シグナルは強調されている。
【００３６】
図５は、同じサンプルの異なる像を示すマトリクスを統合するための、シグナル操作の１形態を示すブロック図である。ブロック５０２において、補正されたチャネルｋマトリクスｌが提供される。ブロック５０４において、補正されたチャネルｋマトリクスｉが提供される。ブロック５０６において、チャネルｋマトリクスｌにおける各々のピクセルの値は、チャネルｋマトリクスｉの対応するピクセル位置から減算される（ここで、ｉは像の数より少ない整数である）。切捨ては、２つのチャネル間の絶対単位の差を使用することによって、異なる計算において避けられる。ブロック５０８において、得られたマトリクスのセットが統合される。ブロック５１０において、より多くのマトリクスが存在する場合、シグナル操作処理は、さらなるマトリクスを用いて反復される。さらなるマトリクスが存在しない場合、ブロック５１０における所定のチャネルの全てのマトリクスが、ブロック５１２において統合されたチャネルへと結合される。
【００３７】
図６は、統合されたマトリクスからの像の再構築を示すブロック図である。ブロック６０２において、統合されたチャネルｌが提供される。ブロック６０４において、統合されたチャネルｋが提供される。ブロック６０６において、差の計算より得られた統合されたチャネル（ｌ〜ｋ）（図５のブロック５０６に示される）は、再結合され、再構築された色増強像を生じる。ブロック６０８において、再構築された像のヒストグラム分析が行われる（そして代表的に低い値に向けてピクセル値はバイアスをかけられることを示す）。ブロック６１０において、最終的な操作が実施され、ここで像のコントラストが再較正される。この工程を使用して、解釈のより容易な像を使用者に提供する。再構築される像に対して最大のピクセル値および最小のピクセル値が決定され、次いで像の各々のピクセルに対して、ピクセルの値が再度尺度付けされ（ｒｅｓｃａｌｅｄ）、その結果、最大のコントラストが達成される。
【００３８】
図７は、結晶の像を形成するため本発明のシステムにおいて使用される、画像分析ソフトウェアプログラムの代表的な例により実施される、主要な工程を示す。太活字の全ての関数は、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）関数である。ブロック７０２において、像分解が最初に
【００３９】
【数１】
を使用して入力された像をｍ次元マトリクスに変換し、次いで二次元の部分マトリクスを取り出すことによって実施される。ブロック７０４において、２つの関数を使用してガウスフィルタを設定し、このガウスフィルタは、親の二次元マトリクスにおいてバックグラウンドのシグナルを概算するマトリクスを生じる。最初に、工程７０４において、ガウスフィルタは
【００４０】
【数２】
を使用して特定化される。このフィルタは、
【００４１】
【数３】
を使用することにより親マトリクスに適用される。ブロック７０６において、
【００４２】
【数４】
を使用して、オフセットマトリクスを形成する。ブロック７０８において、
【００４３】
【数５】
を使用してオフセットマトリクスからバックグラウンドマトリクスを減算し、バックグラウンド補正されたマトリクスを生じる。工程７１０において、マトリクスにわたるシグナルの統合が、
【００４４】
【数６】
を使用することによって達成される。ブロック７１２において、像の再構築が
【００４５】
【数７】
を使用することによって達成される。ブロック７１４において、再構成された像が、
【００４６】
【数８】
を使用してコントラストに対して最適化され、最終的な像を形成する。
【００４７】
別の局面において、本発明は、複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法を提供する。本発明のこの局面の方法は、以下の工程を包含する：（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像（ｖｉｓｕａｌ ｉｍａｇｅ）を記録する工程であって、この結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、この結晶を照射して、第１の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、結晶を通過し、次いで、第２の偏光材料を通過する、工程；（ｂ）第１の偏光材料または第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして結晶の第２の視像を記録する工程であって、回転軸は、回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして結晶を照射して第２の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで結晶を通過し、次いで第２の偏光材料を通過する、工程；および（ｃ）第１の視像と第２の視像とを合成して、合成像を得る工程であって、バックグラウンドに対する結晶のコントラストは、第１の視像または第２の視像におけるコントラストよりも大きい、工程。
【００４８】
複屈折結晶を可視化するためのいくつかのコンピューターで実行可能な方法は、以下の工程を包含する：（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、結晶を照射して、第１の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで結晶を通過し、次いで第２の偏光材料を通過する、工程；および（ｂ）第１の偏光材料または第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして結晶の第２の視像を記録する工程であって、回転軸は、回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして結晶を照射して第２の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで結晶を通過し、次いで第２の偏光材料を通過する、工程、ここで、（１）第１の像は第１の像の第１の色と第１の像の第２の色とに分解され、そして第２の像は第２の像の第１の色と第２の像の第２の色とに分解され、ここで、第１の像の第１の色は第２の像の第１の色と同じであり、かつ第１の像の第２の色は第２の像の第２の色と同じであり；（２）第１の像の第１の色は、第２の像の第１の色と比較されて、第１の色の差を与え、そして、第１の像の第２の色は、第２の像の第２の色と比較されて、第２の色の差を与え；そして（３）第１の色の差と第２の色の差とが結合されて、合成像（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｍａｇｅ）を与え、バックグラウンドに対する結晶のコントラストは、第１の視像または第２の視像におけるコントラストよりも大きい。
【００４９】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能ないくつかの方法は、以下の工程を包含する：（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、結晶を照射して、第１の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、結晶を通過し、次いで、第２の偏光材料を通過する、工程；および（ｂ）第１の偏光材料または第２の偏光材料の両方を、同じ回転軸の周りで一定量回転させ、そして、結晶の第２の視像を記録する工程であって、回転軸は、回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、結晶を照射して、第２の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、結晶を通過し、次いで、第２の偏光材料を通過する、工程、ここで、（１）第１の像は、第１の赤色像と第１の青色像と第１の緑色像とに分解され、そして、第２の像は、第２の赤色像と第２の青色像と第２の緑色像とに分解され；（２）第１赤色像が、第２の赤色像と比較されて、赤色像の合成像（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を与え、第１青色像が、第２の青色像と比較されて、青色像の合成像を与え、そして、第１緑色像が、第２の緑色像と比較されて、緑色像の合成像を与え；そして（３）青色像の合成像と、赤色像の合成像と、緑色像の合成像とが結合されて、合成像を与え、バックグラウンドに対する結晶のコントラストは、第１の視像または第２の視像におけるコントラストよりも大きい。
【００５０】
本発明のシステムを使用して、本発明の方法を実施し得る。
【００５１】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、結晶は複屈折材料内に配置される。第一の偏光材料および第二の偏光材料は、同じ回転軸の周りに同じ量移動され得るか、または第一の偏光材料および第二の偏光材料は、同じ回転軸の周りに異なる量移動され得る。第一の偏光材料および第二の偏光材料は、例えばモーター駆動されるアセンブリによって回転され得るか、または例えば、第一の偏光材料および第二の偏光材料は、手動で回転され得る。第一の偏光材料および第二の偏光材料は、両方の偏光材料が消光へと導かれている線形の偏光物である場合に、代表的に一緒に移動される。第一の偏光材料および第二の偏光材料の両方が移動されるが、第一の偏光材料および第二の偏光材料の移動が同調していない状況の例は、結晶化トレイにより引き起こされる偏光に対して補償することである。第一の偏光材料が環状偏光材料である場合、この第一の偏光材料は代表的に回転されず、第二の偏光材料（線形の偏光物）のみが回転される。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態において、第一の偏光材料および第二の偏光材料が消光に向けられる場合、第一の視像が記録される。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態が例示され記載されているが、種々の変更が本発明の本質および範囲から逸脱することなく本発明内でなされ得ることが認識される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、側面断面図で示される、顕微鏡を含む本発明のシステムの例示的な実施形態を示す。
【図２】図２は、顕微鏡の前面図を含む、図１に示されるシステムの例示的な実施形態である。
【図３】図３は、本発明のシステムにおいて使用される画像分析ソフトウェアにより実行される主要な工程を示すブロック図である。
【図４】図４は、バックグラウンド補正の１形態を示すブロック図である。
【図５】図５は、同じサンプルの異なる像を示すマトリクスを統合するためのシグナル操作の１形態を示すブロック図である。
【図６】図６は、統合されたマトリクスからの像の再構築を示すブロック図である。
【図７】図７は、結晶の像を形成するために、本発明のシステムにおいて使用される画像分析ソフトウェアプログラムの代表例によって実施される主要な工程を示す。
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、結晶（例えば、結晶の光学特性と同様の光学特性を有する物質において形成する、タンパク質結晶）の像を形成するためのシステム、デバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
Ｘ線結晶学は、タンパク質分子内の三次元原子配置を決定するために使用される技術である。タンパク質結晶のｘ線回折パターンが、タンパク質の三次元構造を決定するために分析される。タンパク質結晶の成長は、試行錯誤のプロセスである。特定のタンパク質結晶の結晶核生成（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ）および成長を促進する条件を決定するため、しばしば、数百回または数千回の実験が実行される。大部分の結晶化実験は、多くのウェルを備えるプラスチックトレイにおいて設定される。
【０００３】
細胞膜内にインビボで包埋されて存在するタンパク質は、「膜タンパク質」と称される。膜タンパク質の例としては、イオンチャネルおよびＧタンパク質共役レセプターが挙げられる。多くの膜タンパク質は、製薬産業にとっての高価値な薬物標的であり、そしてそれらタンパク質の三次元構造は、構造ベースの薬物開発および薬物設計の目的のための大きな可能性を提供する。不運にも、膜タンパク質は結晶化するのが困難であり、そして結果として異なる膜タンパク質のうち、約３０個の高解像度構造のみが現在利用可能である。
【０００４】
従来より、膜タンパク質の結晶は、界面活性剤／タンパク質複合体由来の溶液中で成長されている。マトリクス（例えば、シリカゲルおよびアガロースゲル）もまた、ｘ線回折実験のための結晶の形成のために使用されている（非特許文献１；非特許文献２）。このようなマトリクスベースの実験において、タンパク質はゲル様材料中に包埋され、そして結晶化誘導剤が添加される。このゲルは、無重力における結晶化に近い条件を形成する作用で対流を低減させ、そしていくつかの場合において、結晶核形成および結晶の成長に好都合の環境を提供する（非特許文献３）。このようなマトリクスの１つは、いわゆる脂質立方相（ｌｉｐｉｄ ｃｕｂｉｃ ｐｈａｓｅ：ＬＣＰ）である。結晶化マトリクスとしての脂質立方相の使用は、界面活性剤／タンパク質複合体として結晶化され得ないいくつかの膜タンパク質の高品質の結晶を提供した（非特許文献４）。いくつかの可溶性タンパク質もまたＬＣＰマトリクスにおいて結晶化されている。このことは、他の結晶化方法を使用した結晶化を妨害するいくつかの可溶性タンパク質が、ＬＣＰマトリクス中で結晶化し得ることを示唆する。これまで、脂質立方相におけるすべての膜タンパク質が着色された（非特許文献５）。
【０００５】
タンパク質結晶化実験は、通常、容器（例えば、９６ウェルプラスチック結晶化トレイ）内で実施され、この容器は、タンパク質マトリクスまたはタンパク質溶液と結晶化誘導剤（溶液または固体）との物理的接触を可能にする。実験の結果である「結晶性」または「非結晶性」は、代表的に、顕微鏡を使用してオペレーターによる目視検査により評価される。この目的のため、明視野の照明、暗視野の照明および偏光オプションを備える分析用（ｄｉｓｓｅｃｔｉｎｇ）顕微鏡が一般的に使用される。より先進的なシステムは、自動的に実験の像を捕集し得、これらをデータベースに記憶させ得る。最終的な結果に関する実験および決定の注釈は、オペレーターによる入力を必要とする。この手動の注釈は時間がかかるので、多くの結晶化の設定が評価されるべき場合、深刻な障害を生み出す。いくつかの自動化システムが、オペレーターによって検査される必要のある像の数を減少させるために発明されている（非特許文献６；Ｇｅｓｔｅｒ，．Ｔ．Ｅ．ら、「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｃｑｕｉｒｉｎｇ，Ｓｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍａｇｅｓ」、特許文献１、２００３）。これらの方法はしばしば、簡単な事前の選択（ｐｒｅ−ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）（例えば、実験全体を通して変化が生じていない実験を無視すること）を実行する。このようなネガティブな選択手順に加え、結晶を同定するために像処理ルーチンが使用されている（非特許文献６；特許文献１）。実際の全ての場合において、これらのアルゴリズムは、端検出アルゴリズムおよびパターン認識に基づく。一般的に、これらの結晶スコア付けツールは、結晶化実験が小さな結晶を含む場合、マトリクスが完全には透明でない場合、または析出物が生じる場合に、明瞭な断面結果（ｃｌｅａｒ−ｃｕｔ ｒｅｓｕｌｔ）および面チャレンジ（ｆａｃｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ）に向けて良好に働く。
【０００６】
多くの問題が脂質立方相における無色の膜タンパク質の結晶化と関連する。例えば、タンパク質結晶および周囲の脂質相の屈折率における小さな差異に起因する低コントラスト（非特許文献７）、および低視認性を引き起こす不明瞭なマトリクス、がある。このことは、タンパク質析出物の形成に起因し得るか、または結晶化の過程の間に不透明相への移行を受け得る脂質に起因し得る。また、結晶は非常に小さく観察が困難であり得る。
【特許文献１】米国特許第６，５２９，６１２号明細書
【非特許文献１】Ｇａｒｃｉａ−Ｒｕｉｚ，Ｊ．Ｍ．ら，「Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ Ｇｅｌ Ａｃｕｐｕｎｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，」 Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｄｕ．７５：４４２−４４６ （１９９８）
【非特許文献２】Ｂｉｅｒｔｕｐｆｅｌ，Ｃ．ら、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｇａｒｏｓｅ Ｇｅｌ」 Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔ．Ｄ ５８：１６５７−１６５９（２００２）
【非特許文献３】Ｒｕｍｍｅｌ，Ｇ．ら、「Ｌｉｐｉｄｉｃ Ｃｕｂｉｃ Ｐｈａｓｅｓ：Ｎｅｗ Ｍａｔｒｉｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ」 Ｊ．Ｓｔｒｕｃｔ．Ｂｉｏｌ．１２１：１−１１（１９９８）
【非特許文献４】Ｃａｆｆｒｅｙ，Ｍ．、「Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ」 Ｊ．Ｓｔｒｕｃｔ．Ｂｉｏｌ．１４２（１）：１０８−３２（２００３）
【非特許文献５】Ｃｈｉｕ，Ｍ．Ｌ．ら、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎ Ｃｕｂｏ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ」 Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ Ｄ ５６：７８１−７８４（２０００）
【非特許文献６】Ｒｕｐｐ，Ｂ．、「Ｈｉｇｈ−Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ ａｔ ａｎ Ａｆｆｏｒｄａｂｌｅ Ｃｏｓｔ：Ｔｈｅ ＴＢ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｆａｃｉｌｉｔｙ」 Ａｃｃ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．３６（３）：１７３−８１．２００３
【非特許文献７】Ｎｏｌｌｅｒｔ，Ｐ．，「Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｓ Ｇｒｏｗｎ ｉｎ Ｌｉｐｉｄｉｃ Ｃｕｂｉｃ Ｐｈａｓｅｓ」、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｃｒｙｓｔ．３６（５）．２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の問題は、無色の膜タンパク質に対するＬＣＰ技術の適応能力を制限する。本特許出願は、結晶の検出を容易にし、そしてマトリクス内でのそれら結晶のコントラストを増強するため、複屈折現象を使用するシステムおよび方法を提供する。本発明は、全ての結晶化実験において適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の要旨）
１つの局面において、本発明は、結晶の像を形成するためのコンピューターで実行可能なシステムを提供し、このシステムは：（ａ）光源；（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；（ｄ）光捕集デバイス；および（ｅ）光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム、を備え、作動時に、（１）光源からの光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、この第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置するサンプルを通過し、次いで、この第２の偏光材料を通過し、そして光捕集デバイスに衝突して像を形成し、この像は、ソフトウェアプログラムが動作しているコンピュータデバイスに送信される電気信号の形態で、赤色成分、緑色成分および青色成分を含み；そして（２）このソフトウェアプログラムは、その像を、赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、赤色成分と、緑色成分と、青色成分との間の差異を計算し、そしてこの差異を合成して合成像（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｉｍａｇｅ）を形成する。
【０００９】
本発明のシステムのいくつかの実施形態において、このソフトウェアプログラムは：（１）１〜ｎ個のサンプル像を取得し；（２）これらのサンプル像の各々を分解し；（３）分解されたサンプル像を、一連の二次元マトリクスに換算（ｒｅｄｕｃｅ）し；（４）これらのマトリクスの各々をバックグラウンド補正に投入し；そして（５）バックグラウンドの補正されたマトリクスを統合して、サンプルの向上された（ｅｎｈａｎｃｅｄ）像を構築する。
【００１０】
本発明はまた、本明細書中により完全に記載される、複屈折結晶を可視化するためのコンピューターで実行可能な方法を提供する。
【００１１】
本発明のシステムおよび方法を使用して、任意の型の結晶（脂質立方相物質中に存在するタンパク質結晶が挙げられる）を可視化し得る。
【００１２】
本発明の前述の局面および多くの付随する利点は、添付の図面を組合わせる場合、以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるようになるのと同様により容易に認識されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本明細書中で使用される場合、用語「消光」とは、偏光軸が互いに対して垂直であるように方向付けられる２つの偏光材料によって、平面偏光された光が完全にかまたはほぼ完全に吸収される現象をいう。
【００１４】
１つの局面において、本発明は、結晶の像を形成するためのコンピューターで実行可能なシステムを提供する。このシステムは、各々：（ａ）光源；（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；（ｄ）光捕集デバイス；および（ｅ）光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム、を備え、作動時に、（１）光源からの光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、この第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置するサンプルを通過し、次いで、この第２の偏光材料を通過し、そして光捕集デバイスに衝突して像を形成し、この像は、ソフトウェアプログラムが動作しているコンピュータデバイスに送信される電気信号の形態で、赤色成分、緑色成分および青色成分を含み；そして（２）このソフトウェアプログラムは、その像を、赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、赤色成分と、緑色成分と、青色成分との間の差を計算し、そしてこの差を合成して合成像を形成する。
【００１５】
本発明のシステムにおいて有用である光源は、白熱電球または発光ダイオード（ＬＥＤ）のいずれかにより放射される白色光（約４００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の波長を有する）を生じる。光フィルタ（例えば、Ｖｏｌｐｉ ＡＧ（Ｗｉｅｓｅｎｓｔｒａｓｓｅ ３３，ＣＨ−８９５２ Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より販売される赤色フィルタ２３５０．０８１）を使用して、所望の波長および関連するバンド幅を有する光を提供し得る。白色光光源の例は、Ｖｏｌｐｉ ＫＬ１５０（Ｖｏｌｐｉ ＡＧ（Ｗｉｅｓｅｎｓｔｒａｓｓｅ ３３，ＣＨ−８９５２ Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より利用可能）である。
【００１６】
本発明の実施において有用な偏光材料は、光を偏光させる。本発明の実施において有用ないくつかの偏光材料は、複屈折性（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ）である。本発明の実施において有用ないくつかの偏光材料は、環状の光偏光材料であり、そして本発明の実施において有用な他の偏光材料は、線形の光偏光材料である。有用な偏光材料の例としては、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（３Ｍ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ ５５１４４−１０００，ＵＳＡ）より販売される線形の偏光物（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）ＨＮ２２のような、Ｐｏｌａｒｏｉｄシートフィルタが挙げられる。
【００１７】
偏光材料は、この偏光材料の平面に対して９０°の角度にある回転軸の周りに回転可能である。偏光材料は、代表的に、偏光材料の薄いシートであり、このシートは、シートの平面で回転され得る。このシート材料が回転されている間、このシートの主要な軸は、回転軸に平行なままである。
【００１８】
本発明のシステムにおいて有用な光捕集デバイスは、第一の偏光材料を通過し、次いでサンプル（例えば、結晶を含む脂質立方相物質のサンプル）を通過し、次いで第二の偏光材料を通過する光を捕集する。有用な光捕集デバイスの例としては、可視光を捕集し得そして記録し得るデバイス（これは、二次元アレイで配置され得る）、例えばＣＣＤカメラ（例えば、Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．（６５４０ Ｂｕｒｒｏｇｈｓ Ｓｔ．Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＭＩ ４８３１４−２１３３，ＵＳＡ）より販売されるＳｐｏｔ Ｉｎｓｉｇｈｔ ＱＥ Ｃｏｌｏｒ Ｍｏｓａｉｃ）が挙げられる。この光捕集デバイスは、コンピューターに送信される電気シグナルの形式で像を形成する。このコンピューターにおいて、本明細書中に記載される像の解析のためのソフトウェアプログラムが実行される。
【００１９】
図１は、本発明のシステム１０の例示的な実施形態を示す。システム１０は、光源１２、顕微鏡１４（図１の側面断面図のとおりであり、説明を容易にするために示される）、光捕集デバイス１６、および計算デバイス１８、を備える。ソフトウェアプログラムは計算デバイス１８上で動作する。このソフトウェアプログラムは、光捕集デバイス１６からの電気信号を分析する。
【００２０】
顕微鏡１４は、顕微鏡１４の構成要素を支持するＬ字型ブラケット２０を備える。光ファイバーの束２２は、光源１２と、顕微鏡１４の一部であるスリーブ（ｂｕｓｈｉｎｇ）取付具２４とを接続する。顕微鏡１４は、光ファイバーの束２２からの光を反射する反射プリズム２６を備える。反射プリズム２６は、ステージ３０に取り付けられたプリズムサポート２８上で支持される。ステージ３０は、モーター付の（ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ）直線位置決めレール３２の組に取り付けられる。
【００２１】
図２に示される顕微鏡１４の前面図に示されるように、顕微鏡１４はまた反射板３４を備え、この反射板３４は、ホイール３８を手動で回転することによって回転され得る車軸３６に取り付けられる。顕微鏡１４はまた、車軸３６のためのガイド４０を備える。ガイド４０は、ステージ３０に取り付けられる。モーター付の直線位置決めレール３２は、プリズム２６または反射板３４のいずれかへ光源１２からの光が当たることを可能にする２つの位置のいずれかへの、プリズム２６および反射板３４の水平移動を可能にする。
【００２２】
図２に示されるように、顕微鏡１４は、第一の偏光フィルタ４２（これは、線形または環状の偏光フィルタ）および第一の光補償フィルタ４４を備え、これらは両方とも支持体４６上に支持される。第一の偏光フィルタ４２は、第一のモーター付回転ステージ４７（例えば、Ｓｉｇｍａ ＫＯＫＩ Ｃｏ．ＬＴＤ（１−１９−９，Ｍｉｄｏｒｉ，Ｓｕｍｉｄａ−ｋｕ，Ｔｏｋｙｏ，１３０−００２１，Ｊａｐａｎ）より販売される、モーター付回転ステージＳＧＳＰ−１２０ＹＡＷ）により回転される。支持体４６は、第二ステージ４８に取り付けられ、この第二ステージ４８は、第一の偏光フィルタ４２および第一の光補償フィルタ４４の水平移動を可能にする、モーター付の直線位置決めレール５０の第二の組に取り付けられる。モーター付の直線位置決めレール５０は、Ｌ字型ブラケット２０に取り付けられる。光フィルタのためのレセプタクル５１もまた、第二ステージ４８に取り付けられる。異なる光フィルタ（例えば、赤色フィルタまたは青色フィルタ）は、レセプタクル５１に挿入されて、所望の色を有するビーム光を生じ得る。例として繰り返すと、波長板（例えば、λ／４またはλ／２の波長板（ｗａｖｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ）がレセプタクル５１に挿入されて、低偏光コントラストな対象の偏光コントラストを増大させ得る。
【００２３】
顕微鏡１４はまた可動性ステージ５２を備え、この可動性ステージ５２は、サンプルホルダ５４、例えば、サンプルを保持するための多くのウェルを備える結晶化トレイ（ｄｅＣｏｄｅ ｂｉｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（７８６９ ＮＥ Ｄａｙ Ｒｏａｄ Ｗｅｓｔ，Ｂａｉｎｂｒｉｄｇｅ Ｉｓｌａｎｄ，ＷＡ ９８１１０，ＵＳＡ）より利用可能である、ＣｏｍｂｉＣｌｏｖｅｒＴＭ Ｊｕｎｉｏｒプレート）を支持する。サンプルホルダ５４はシステム１０の一部ではないが、例示および説明のために示されることが理解される。可動性ステージ５２は、モーター付のステージ位置決めレール５５の組に取り付けられ、このレール５５は、第一の偏光フィルタ４２または第一の光補償フィルタ４４から出るビーム光路にサンプルホルダ５４の一部を位置決めするため、水平面内でサンプルホルダ５４を移動する。モーター付のステージ位置決めレール５５は、Ｌ字型ブラケット２０に取り付けられる。光を通さないハウジング５６は、プリズム２６、第一の偏光フィルタ４２および第一の光補償フィルタ４４を囲む。
【００２４】
顕微鏡１４はまた、レンズマウント６０によって定位置に保持されるレンズ５８を備える。レンズマウント６０は、第三のステージ６２に取り付けられ、この第三のステージ６２は、レンズ５８を上下に移動する（これによって、サンプルの像の拡大の調節、例えば、１×〜５×の倍率の範囲での調節を可能にする）、垂直方向のレンズ位置決めレール６４に取り付けられる。制御可能な開口部６６は、レンズ５８に達する光の量を制御する。制御可能な開口部６６は、第三のステージ６２によって支持される。
【００２５】
顕微鏡１４はまた、第二のモーター付の偏光フィルタ６８（例えば、線形の偏光フィルタ）を備え、この偏光フィルタ６８は、第二の支持体７０によって支持される。第二のモーター付の偏光フィルタ６８は、第二のモーター付の回転ステージ７１（例えば、Ｓｉｇｍａ ＫＯＫＩ Ｃｏ．ＬＴＤ（１−１９−９，Ｍｉｄｏｒｉ，Ｓｕｍｉｄａ−ｋｕ，Ｔｏｋｙｏ，１３０−００２１，Ｊａｐａｎ）より販売される、モーター付の回転ステージＳＧＳＰ−１２０ＹＡＷ）によって回転される。第二の支持体７０はまた、第二の光補償フィルタ７２を支持する。第二の支持体７０は、第四のステージ７４に取り付けられ、この第四のステージ７４は、水平方向のモーター付の直線位置決めレール７６に取り付けられ、このレール７６は第二のモーター付の偏光フィルタ６８および第二の光補償フィルタ７２の水平移動を可能にする。第五のステージ７８は、水平方向の偏光レール７６の垂直方向の移動を可能にする。第五のステージ７８は、垂直方向位置決めレール８０に沿って移動する。光を通さないハウジング８２（これは、図１に概略が示される）は、第二のモーター付の偏光フィルタ６８および第二の光補償フィルタ７２を囲む。
【００２６】
可撓性の覆い８４は、光を通さないハウジング８２からレンズマウント６０まで延びる。Ｃマウント８６はカメラ１６を支持する。オプションの像マルチプレクサープリズム８８（または像スプリッター）は、カメラ１６と第二のモーター付の偏光フィルタ６８との間に配置される。像マルチプレクサープリズム８８（または像スプリッター）は、同じ対象の多重像が記録されるのを可能にする。ケーブル９０（例えば、ＵＳＢ２ケーブル）は、カメラ１６と計算デバイス１８とを連絡する。
【００２７】
作動時、光ファイバーの束２２は、光源１２から反射プリズム２６または反射板３４のいずれかへと光を導く。スリーブ取付具２４を使用して、光ファイバーの束２２の位置を手動で調節し得る。プリズムサポート２８は、モーター付の直線位置決めレール３２に沿って、光ファイバーの束２２から光が放射する通路における、所望に応じて反射プリズム２６または反射板３４のいずれかの位置へと移動する。プリズム２６を使用して、固定角で対象を照射し得る（例えば、光が出る光ファイバーの束２２と照射される対象に向けて移動する光の間の角度が９０°である）。反射板３４は可動性であり、側面から対象に当てる方式で光を偏向させるために回転され得る。反射板３４のこのような操作は、対象を擬似暗視野（ｐｓｅｕｄｏ−ｄａｒｋ ｆｉｅｌｄ）の照射の下で可視化するために使用され得る。代表的に、プリズム２６は、第一の偏光フィルタおよび第二の偏光フィルタ６８が光路中に存在する場合に使用され、一方で反射板３４は第一の偏光フィルタ４２および第二の偏光フィルタ６８が光路中に存在しない場合に使用され得る。そして、結晶面をくっきりさせる像が結晶から得られる
プリズムサポート２８の移動は、コンピューターによって制御される。光ファイバーの束２２から放射するビーム光に対する反射板３４の角度は、手動の回転ホイール３８によって制御される。従って、例えば、反射板３４の角度の調節は、斜角でのサンプルの照射を可能にし、これによって擬似暗視野の照射を生じる。
【００２８】
反射プリズム２６または反射板３４によって反射された光は、第一のモーター付の偏光フィルター４２または第一のモーター付の光補償フィルタ４４のいずれかを通って方向付けられ、次いでサンプルホルダ５４におけるサンプル（例えば、結晶）に当たる。モーター付の直線位置決めレール３２の水平方向の移動は、支持体２８に水平移動させ、これによって第一のモーター付の偏光フィルタ４２または第一のモーター付の光補償フィルタ４４のいずれかを、光源１２からの光路中に移動させる。第一の光補償フィルタ４４は第一の偏光フィルタ４２の光学効果を補償し、そして第一の偏光フィルタ４２が光源１２からの光路から外される場合に、焦点を調節するための必要を避ける。第一の偏光フィルタ４２は、その光軸の回りに回転され得る。第一の偏光フィルタ４２が平板の偏光材料である本発明の実施形態において、回転は、第一の偏光フィルタ４２の平面と平行である。回転軸は、光源１２から第一の偏光フィルタ４２に入る光路と平行である。
【００２９】
サンプルを通って伝えられる光は、制御可能な開口部６６を通過し、この開口部６６は手動で操作され、そして調節されて、より多くまたはより少ない光がレンズ５８に達することを可能にし得、これによって領域の深さおよび光強度に関する調節を可能にし得る。レンズ５８は、カメラ１６に対するサンプルの像を拡大しそして焦点を合わせる。１実施形態において、焦点距離３５ｍｍでアポクロマートであるレンズ５８が、１つの計画である。
【００３０】
レンズ５８を通過する光は、次いで、第二のモーター付の偏光フィルタ６８または第二の光補償フィルタ７２のいずれかを通過する。水平方向のモーター付の直線位置決めレール７６の移動は、第二の支持体７０を水平方向に移動させ、これによってレンズ５８からの光路中に第二のモーター付の偏光フィルタ６８または第二の光補償フィルタ７２のいずれかを移動させる。第五のステージ７８は、水平方向のモーター付の直線位置決めレール７６の垂直方向の移動を可能にする。垂直方向の位置決めレール８０に沿った第五ステージ７８の移動は、第二のモーター付の偏光フィルタ６８および第二の光補償フィルタ７２を垂直方向に移動させる。
【００３１】
第二の偏光フィルタ６８はその光軸の周りに回転され得る。第二の偏光フィルタ６８が平板の偏光材料である本発明の１実施形態において、回転は第二の偏光フィルタ６８の平面に平行である。回転軸は、光源１２から第二の偏光フィルタ６８に入る光路に平行である。
【００３２】
第二のモーター付偏光フィルタ６８または第二の光補償フィルタ７２を通過する光は、次いでカメラ１６に入ってそして電気シグナルを形成し、この電気シグナルは、画像分析ソフトウエアプログラムが動作しているコンピューター１８へと送信される。本明細書中でより完全に考察されるように、この画像分析ソフトウェアプログラムは、像を赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、その赤色成分と緑色成分と青色成分との間の差を計算し、そしてそれらの差を結合して合成像を形成する。
【００３３】
図３は、本発明のシステム１０において使用される画像分析ソフトウェアにより実行される主要な工程を示すブロック図である。ブロック３０２において、異なる偏光角におけるサンプルの１〜ｎ個の像（ここで、ｎは１より大きい正の整数である）が、非圧縮の像ファイルとして取得される。ブロック３０４において、各々の像は、像中の色情報を量子化するｍ次元のマトリクス（すなわち基本色空間）へと分解される（ｍは任意の正の整数）。１つの方法は、ＲＧＢまたはＨＳＶのような色モデルを使用する基本色空間へと像情報をマップ付けする（ｍａｐ）ことである。ブロック３０６において、ｍ次元マトリクスはさらに、一連の二次元マトリクス（通常、色モデルの個々の軸またはチャネルを示す）へと換算される。色モデルがＲＧＢである場合、赤色チャネル、緑色チャネルおよび青色チャネルを示す３つの二次元マトリクスが引き出され得る。ブロック３０８において、これらのマトリクスはバックグラウンド補正フィルタに送られる。バックグラウンド補正は、各々のチャネルマトリクスに対して適用されて、未処理（ｒａｗ）像をしばしば支配する、低振動数の空間偏差（例えば、サンプルのマトリクスにおける光の勾配または偏差）を補償する。対照的に、目的の対象物は、鋭利な端および小さな寸法を有する結晶であり、これは像の高振動数の空間偏差を示す。色シグナルを取り出す処理は、この特徴的な振動数の差を利用する。ブロック３１０において、各々のチャネルに対してバックグラウンド補正されたマトリクスは、他の偏光像から導かれるマトリクスと統合されて、複屈折シグナルが増幅される新規のマトリクスを生じる。ブロック３１２において、マトリクスの集合は再構築されて、最終的にデジタル強化された色像を生じる。
【００３４】
図４は、バックグラウンド補正の１形態を示すブロック図である。ブロック４０２において、マトリクスｎの未処理チャネルｋの形態で像が提供される。ブロック４０４において、マトリクスは、２−Ｄガウスフィルターの５回の反復性サイクルを通されて、ブロック４０６においてマトリクスｎのチャネルｋに対するバックグラウンドを概算するマトリクスを形成する。ガウスフィルタは、このチャネルについての一連の漸増性に不鮮明な像を生じ、ここで高振動数の対象（例えば、結晶の端）がさらに強調されることはない。像の２−Ｄガウスたたみこみ（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、最初にｘ軸方向で１−Ｄガウスを用いてたたみ込み（ｃｏｎｖｏｌｖｉｎｇ）、次いでｙ軸方向に別の１−Ｄガウスを用いてたたみこむことによって達成される。各々の像軸に関して、Σを用いたガウスフィルターは２０に等しく、そして１×４０ピクセルのマスクが使用される。
【００３５】
ブロック４０８において、元の像のピクセル強度オフセットが実行され、ここで各々のピクセルの明度がコントラスト量の分増加される。オフセットマトリクスは、その後の減算（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ）が負の値（または切捨て（ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ））をそのマトリクス中に生じないことを確実にする。ブロック４１０において、最終のガウスフィルターされたマトリクスは、オフセットマトリクスから減算され、ブロック４１２において新規のバックグラウンド補正されたマトリクスを生じる。このバックグラウンド補正されたマトリクスにおけるバックグラウンドは、単調化されており（ｆｌａｔｔｅｒｎ）、そして結晶の複屈折シグナルは強調されている。
【００３６】
図５は、同じサンプルの異なる像を示すマトリクスを統合するための、シグナル操作の１形態を示すブロック図である。ブロック５０２において、補正されたチャネルｋマトリクスｌが提供される。ブロック５０４において、補正されたチャネルｋマトリクスｉが提供される。ブロック５０６において、チャネルｋマトリクスｌにおける各々のピクセルの値は、チャネルｋマトリクスｉの対応するピクセル位置から減算される（ここで、ｉは像の数より少ない整数である）。切捨ては、２つのチャネル間の絶対単位の差を使用することによって、異なる計算において避けられる。ブロック５０８において、得られたマトリクスのセットが統合される。ブロック５１０において、より多くのマトリクスが存在する場合、シグナル操作処理は、さらなるマトリクスを用いて反復される。さらなるマトリクスが存在しない場合、ブロック５１０における所定のチャネルの全てのマトリクスが、ブロック５１２において統合されたチャネルへと結合される。
【００３７】
図６は、統合されたマトリクスからの像の再構築を示すブロック図である。ブロック６０２において、統合されたチャネルｌが提供される。ブロック６０４において、統合されたチャネルｋが提供される。ブロック６０６において、差の計算より得られた統合されたチャネル（ｌ〜ｋ）（図５のブロック５０６に示される）は、再結合され、再構築された色増強像を生じる。ブロック６０８において、再構築された像のヒストグラム分析が行われる（そして代表的に低い値に向けてピクセル値はバイアスをかけられることを示す）。ブロック６１０において、最終的な操作が実施され、ここで像のコントラストが再較正される。この工程を使用して、解釈のより容易な像を使用者に提供する。再構築される像に対して最大のピクセル値および最小のピクセル値が決定され、次いで像の各々のピクセルに対して、ピクセルの値が再度尺度付けされ（ｒｅｓｃａｌｅｄ）、その結果、最大のコントラストが達成される。
【００３８】
図７は、結晶の像を形成するため本発明のシステムにおいて使用される、画像分析ソフトウェアプログラムの代表的な例により実施される、主要な工程を示す。太活字の全ての関数は、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）関数である。ブロック７０２において、像分解が最初に
【００３９】
【数１】
を使用して入力された像をｍ次元マトリクスに変換し、次いで二次元の部分マトリクスを取り出すことによって実施される。ブロック７０４において、２つの関数を使用してガウスフィルタを設定し、このガウスフィルタは、親の二次元マトリクスにおいてバックグラウンドのシグナルを概算するマトリクスを生じる。最初に、工程７０４において、ガウスフィルタは
【００４０】
【数２】
を使用して特定化される。このフィルタは、
【００４１】
【数３】
を使用することにより親マトリクスに適用される。ブロック７０６において、
【００４２】
【数４】
を使用して、オフセットマトリクスを形成する。ブロック７０８において、
【００４３】
【数５】
を使用してオフセットマトリクスからバックグラウンドマトリクスを減算し、バックグラウンド補正されたマトリクスを生じる。工程７１０において、マトリクスにわたるシグナルの統合が、
【００４４】
【数６】
を使用することによって達成される。ブロック７１２において、像の再構築が
【００４５】
【数７】
を使用することによって達成される。ブロック７１４において、再構成された像が、
【００４６】
【数８】
を使用してコントラストに対して最適化され、最終的な像を形成する。
【００４７】
別の局面において、本発明は、複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法を提供する。本発明のこの局面の方法は、以下の工程を包含する：（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像（ｖｉｓｕａｌ ｉｍａｇｅ）を記録する工程であって、この結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、この結晶を照射して、第１の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、結晶を通過し、次いで、第２の偏光材料を通過する、工程；（ｂ）第１の偏光材料または第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして結晶の第２の視像を記録する工程であって、回転軸は、回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして結晶を照射して第２の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで結晶を通過し、次いで第２の偏光材料を通過する、工程；および（ｃ）第１の視像と第２の視像とを合成して、合成像を得る工程であって、バックグラウンドに対する結晶のコントラストは、第１の視像または第２の視像におけるコントラストよりも大きい、工程。
【００４８】
複屈折結晶を可視化するためのいくつかのコンピューターで実行可能な方法は、以下の工程を包含する：（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、結晶を照射して、第１の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで結晶を通過し、次いで第２の偏光材料を通過する、工程；および（ｂ）第１の偏光材料または第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして結晶の第２の視像を記録する工程であって、回転軸は、回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして結晶を照射して第２の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで結晶を通過し、次いで第２の偏光材料を通過する、工程、ここで、（１）第１の像は第１の像の第１の色と第１の像の第２の色とに分解され、そして第２の像は第２の像の第１の色と第２の像の第２の色とに分解され、ここで、第１の像の第１の色は第２の像の第１の色と同じであり、かつ第１の像の第２の色は第２の像の第２の色と同じであり；（２）第１の像の第１の色は、第２の像の第１の色と比較されて、第１の色の差を与え、そして、第１の像の第２の色は、第２の像の第２の色と比較されて、第２の色の差を与え；そして（３）第１の色の差と第２の色の差とが結合されて、合成像（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｍａｇｅ）を与え、バックグラウンドに対する結晶のコントラストは、第１の視像または第２の視像におけるコントラストよりも大きい。
【００４９】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能ないくつかの方法は、以下の工程を包含する：（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、結晶を照射して、第１の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、結晶を通過し、次いで、第２の偏光材料を通過する、工程；および（ｂ）第１の偏光材料または第２の偏光材料の両方を、同じ回転軸の周りで一定量回転させ、そして、結晶の第２の視像を記録する工程であって、回転軸は、回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、結晶を照射して、第２の視像を生成するために使用される光が、第１の偏光材料を通過し、次いで、結晶を通過し、次いで、第２の偏光材料を通過する、工程、ここで、（１）第１の像は、第１の赤色像と第１の青色像と第１の緑色像とに分解され、そして、第２の像は、第２の赤色像と第２の青色像と第２の緑色像とに分解され；（２）第１赤色像が、第２の赤色像と比較されて、赤色像の合成像（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を与え、第１青色像が、第２の青色像と比較されて、青色像の合成像を与え、そして、第１緑色像が、第２の緑色像と比較されて、緑色像の合成像を与え；そして（３）青色像の合成像と、赤色像の合成像と、緑色像の合成像とが結合されて、合成像を与え、バックグラウンドに対する結晶のコントラストは、第１の視像または第２の視像におけるコントラストよりも大きい。
【００５０】
本発明のシステムを使用して、本発明の方法を実施し得る。
【００５１】
本発明の方法のいくつかの実施形態において、結晶は複屈折材料内に配置される。第一の偏光材料および第二の偏光材料は、同じ回転軸の周りに同じ量移動され得るか、または第一の偏光材料および第二の偏光材料は、同じ回転軸の周りに異なる量移動され得る。第一の偏光材料および第二の偏光材料は、例えばモーター駆動されるアセンブリによって回転され得るか、または例えば、第一の偏光材料および第二の偏光材料は、手動で回転され得る。第一の偏光材料および第二の偏光材料は、両方の偏光材料が消光へと導かれている線形の偏光物である場合に、代表的に一緒に移動される。第一の偏光材料および第二の偏光材料の両方が移動されるが、第一の偏光材料および第二の偏光材料の移動が同調していない状況の例は、結晶化トレイにより引き起こされる偏光に対して補償することである。第一の偏光材料が環状偏光材料である場合、この第一の偏光材料は代表的に回転されず、第二の偏光材料（線形の偏光物）のみが回転される。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態において、第一の偏光材料および第二の偏光材料が消光に向けられる場合、第一の視像が記録される。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態が例示され記載されているが、種々の変更が本発明の本質および範囲から逸脱することなく本発明内でなされ得ることが認識される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、側面断面図で示される、顕微鏡を含む本発明のシステムの例示的な実施形態を示す。
【図２】図２は、顕微鏡の前面図を含む、図１に示されるシステムの例示的な実施形態である。
【図３】図３は、本発明のシステムにおいて使用される画像分析ソフトウェアにより実行される主要な工程を示すブロック図である。
【図４】図４は、バックグラウンド補正の１形態を示すブロック図である。
【図５】図５は、同じサンプルの異なる像を示すマトリクスを統合するためのシグナル操作の１形態を示すブロック図である。
【図６】図６は、統合されたマトリクスからの像の再構築を示すブロック図である。
【図７】図７は、結晶の像を形成するために、本発明のシステムにおいて使用される画像分析ソフトウェアプログラムの代表例によって実施される主要な工程を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶の像を形成するためのコンピュータで実行可能なシステムであって、該システムは、以下：
（ａ）光源；
（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；
（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；
（ｄ）光捕集デバイス；および
（ｅ）該光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、該コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム
を備え、作動時に、
（１）該光源からの光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該第１の偏光材料と該第２の偏光材料との間に位置するサンプルを通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過し、その後、該光捕集デバイスに衝突して像を生成し、該像は、該ソフトウェアプログラムが動作しているコンピュータデバイスに送信される電気信号の形態で、赤色成分、緑色成分および青色成分を含み；そして
（２）該ソフトウェアプログラムは、該像を、赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、該赤色成分と、該緑色成分と、該青色成分との間の差異を計算し、そして、該差異を合成して合成像を形成する、
システム。
【請求項２】
前記光源が、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長を有する光を放つ、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の偏光材料が、円形の偏光材料、または、線形の偏光材料のうちの一方である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の偏光材料が、本質的に、線形の偏光材料からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の偏光材料が、該第１の偏光材料の平面に対して９０°の角度にある回転軸の周りで回転可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の偏光材料が、本質的に、線形の偏光材料からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の偏光材料が、第１のモーターによって回転され、そして、前記第２の偏光材料が、第２のモーターによって回転される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の偏光材料が、該第２の偏光材料の平面に対して９０°の角度にある回転軸の周りで回転可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記光捕集デバイスが、カメラである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、前記ソフトウェアプログラムが：
（１）１〜ｎ個のサンプルの像を取得し；
（２）該サンプルの像の各々を分解し；
（３）該分解されたサンプルの像を、一連の二次元マトリクスに換算し；
（４）該マトリクスの各々を、バックグラウンド補正に投入し；そして
（５）該バックグラウンド補正されたマトリクスを統合して、該サンプルの向上された像を構築する、
システム。
【請求項１１】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法であって、該方法は、以下：
（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、該結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、該結晶を照射して、該第１の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；
（ｂ）該第１の偏光材料または該第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして、該結晶の第２の視像を記録する工程であって、該回転軸は、該回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、該結晶を照射して、該第２の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；および
（ｃ）該第１の視像と該第２の視像とを合成して、合成像を得る工程であって、該バックグラウンドに対する該結晶のコントラストは、該第１の視像または該第２の視像におけるコントラストよりも大きい、工程
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記結晶が、複屈折材料内に配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、同じ回転軸の周りで、同じ量だけ動かされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の偏光材料と前記第２の偏光材料とが、消光するように方向を合わされているときに、前記第１の視像が記録される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、モーターにより駆動されるアセンブリによって回転される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、手動で回転される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法であって、該方法は、以下：
（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、該結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、該結晶を照射して、該第１の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；および
（ｂ）該第１の偏光材料または該第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして、該結晶の第２の視像を記録する工程であって、該回転軸は、該回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、該結晶を照射して、該第２の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程
を包含し、該方法において、
（１）該第１の像は、第１の像の第１の色と第１の像の第２の色とに分解され、そして、該第２の像は、第２の像の第１の色と第２の像の第２の色とに分解され、ここで、該第１の像の第１の色は、該第２の像の第１の色と同じであり、かつ、該第１の像の第２の色は、該第２の像の第２の色と同じであり；
（２）該第１の像の第１の色は、該第２の像の第１の色と比較されて、第１の色の差を与え、そして、該第１の像の第２の色は、該第２の像の第２の色と比較されて、第２の色の差を与え；そして
（３）該第１の色の差と該第２の色の差とが結合されて、合成像を与え、該バックグラウンドに対する該結晶のコントラストは、該第１の視像または該第２の視像におけるコントラストよりも大きい、
方法。
【請求項１８】
前記第１の色および前記第２の色が、赤色、青色および緑色からなる群より選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の像および前記第２の像が、バックグラウンドについて補正される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法であって、該方法は、以下：
（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、該結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、該結晶を照射して、該第１の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；および
（ｂ）該第１の偏光材料または該第２の偏光材料の両方を、同じ回転軸の周りで一定量回転させ、そして、該結晶の第２の視像を記録する工程であって、該回転軸は、該回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、該結晶を照射して、該第２の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程
を包含し、該方法において、
（１）該第１の像は、第１の赤色像と第１の青色像と第１の緑色像とに分解され、そして、該第２の像は、第２の赤色像と第２の青色像と第２の緑色像とに分解され；
（２）該第１赤色像が、該第２の赤色像と比較されて、赤色像の合成像を与え、該第１青色像が、該第２の青色像と比較されて、青色像の合成像を与え、そして、該第１緑色像が、該第２の緑色像と比較されて、緑色像の合成像を与え；そして
（３）該青色像の合成像と、該赤色像の合成像と、該緑色像の合成像とが結合されて、合成像を与え、該バックグラウンドに対する該結晶のコントラストは、該第１の視像または該第２の視像におけるコントラストよりも大きい、
方法。
【請求項２１】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、顕微鏡の構成要素である、請求項２０に記載の方法。
【請求項１】
結晶の像を形成するためのコンピュータで実行可能なシステムであって、該システムは、以下：
（ａ）光源；
（ｂ）回転可能な第１の偏光材料；
（ｃ）回転可能な第２の偏光材料；
（ｄ）光捕集デバイス；および
（ｅ）該光捕集デバイスからの電気信号を分析するための、該コンピュータで実行可能なシステム上で実行可能なソフトウェアプログラム
を備え、作動時に、
（１）該光源からの光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該第１の偏光材料と該第２の偏光材料との間に位置するサンプルを通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過し、その後、該光捕集デバイスに衝突して像を生成し、該像は、該ソフトウェアプログラムが動作しているコンピュータデバイスに送信される電気信号の形態で、赤色成分、緑色成分および青色成分を含み；そして
（２）該ソフトウェアプログラムは、該像を、赤色成分、緑色成分および青色成分に分解し、該赤色成分と、該緑色成分と、該青色成分との間の差異を計算し、そして、該差異を合成して合成像を形成する、
システム。
【請求項２】
前記光源が、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長を有する光を放つ、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の偏光材料が、円形の偏光材料、または、線形の偏光材料のうちの一方である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の偏光材料が、本質的に、線形の偏光材料からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の偏光材料が、該第１の偏光材料の平面に対して９０°の角度にある回転軸の周りで回転可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の偏光材料が、本質的に、線形の偏光材料からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の偏光材料が、第１のモーターによって回転され、そして、前記第２の偏光材料が、第２のモーターによって回転される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の偏光材料が、該第２の偏光材料の平面に対して９０°の角度にある回転軸の周りで回転可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記光捕集デバイスが、カメラである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、前記ソフトウェアプログラムが：
（１）１〜ｎ個のサンプルの像を取得し；
（２）該サンプルの像の各々を分解し；
（３）該分解されたサンプルの像を、一連の二次元マトリクスに換算し；
（４）該マトリクスの各々を、バックグラウンド補正に投入し；そして
（５）該バックグラウンド補正されたマトリクスを統合して、該サンプルの向上された像を構築する、
システム。
【請求項１１】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法であって、該方法は、以下：
（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、該結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、該結晶を照射して、該第１の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；
（ｂ）該第１の偏光材料または該第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして、該結晶の第２の視像を記録する工程であって、該回転軸は、該回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、該結晶を照射して、該第２の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；および
（ｃ）該第１の視像と該第２の視像とを合成して、合成像を得る工程であって、該バックグラウンドに対する該結晶のコントラストは、該第１の視像または該第２の視像におけるコントラストよりも大きい、工程
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記結晶が、複屈折材料内に配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、同じ回転軸の周りで、同じ量だけ動かされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の偏光材料と前記第２の偏光材料とが、消光するように方向を合わされているときに、前記第１の視像が記録される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、モーターにより駆動されるアセンブリによって回転される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、手動で回転される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法であって、該方法は、以下：
（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、該結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、該結晶を照射して、該第１の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；および
（ｂ）該第１の偏光材料または該第２の偏光材料を、回転軸の周りで一定量回転させ、そして、該結晶の第２の視像を記録する工程であって、該回転軸は、該回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、該結晶を照射して、該第２の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程
を包含し、該方法において、
（１）該第１の像は、第１の像の第１の色と第１の像の第２の色とに分解され、そして、該第２の像は、第２の像の第１の色と第２の像の第２の色とに分解され、ここで、該第１の像の第１の色は、該第２の像の第１の色と同じであり、かつ、該第１の像の第２の色は、該第２の像の第２の色と同じであり；
（２）該第１の像の第１の色は、該第２の像の第１の色と比較されて、第１の色の差を与え、そして、該第１の像の第２の色は、該第２の像の第２の色と比較されて、第２の色の差を与え；そして
（３）該第１の色の差と該第２の色の差とが結合されて、合成像を与え、該バックグラウンドに対する該結晶のコントラストは、該第１の視像または該第２の視像におけるコントラストよりも大きい、
方法。
【請求項１８】
前記第１の色および前記第２の色が、赤色、青色および緑色からなる群より選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の像および前記第２の像が、バックグラウンドについて補正される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
複屈折結晶を可視化するためのコンピュータで実行可能な方法であって、該方法は、以下：
（ａ）バックグラウンドに対して表示される結晶の第１の視像を記録する工程であって、該結晶は、第１の偏光材料と第２の偏光材料との間に位置し、そして、該結晶を照射して、該第１の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程；および
（ｂ）該第１の偏光材料または該第２の偏光材料の両方を、同じ回転軸の周りで一定量回転させ、そして、該結晶の第２の視像を記録する工程であって、該回転軸は、該回転される偏光材料の平面に対して９０°の角度にあり、そして、該結晶を照射して、該第２の視像を生成するために使用される光が、該第１の偏光材料を通過し、次いで、該結晶を通過し、次いで、該第２の偏光材料を通過する、工程
を包含し、該方法において、
（１）該第１の像は、第１の赤色像と第１の青色像と第１の緑色像とに分解され、そして、該第２の像は、第２の赤色像と第２の青色像と第２の緑色像とに分解され；
（２）該第１赤色像が、該第２の赤色像と比較されて、赤色像の合成像を与え、該第１青色像が、該第２の青色像と比較されて、青色像の合成像を与え、そして、該第１緑色像が、該第２の緑色像と比較されて、緑色像の合成像を与え；そして
（３）該青色像の合成像と、該赤色像の合成像と、該緑色像の合成像とが結合されて、合成像を与え、該バックグラウンドに対する該結晶のコントラストは、該第１の視像または該第２の視像におけるコントラストよりも大きい、
方法。
【請求項２１】
前記第１の偏光材料および前記第２の偏光材料が、顕微鏡の構成要素である、請求項２０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００８−５０５３１９（Ｐ２００８−５０５３１９Ａ）
【公表日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１９４２１（Ｐ２００７−５１９４２１）
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２３２３２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００４９０５
【国際公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＰＯＬＡＲＯＩＤ
【出願人】（５０６４２２５９３）デコード バイオストラクチャーズ， インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２３２３２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００４９０５
【国際公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＰＯＬＡＲＯＩＤ
【出願人】（５０６４２２５９３）デコード バイオストラクチャーズ， インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
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