KR102477339B1 - 수성 시험에서 선충 및 다른 생물에 대한 활성 성분의 효과를 결정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수성 시험에서 선충 및 다른 생물에 대한 활성 성분의 작용을 결정하기 위한 장치 (1) 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치 (1)는 활성 성분과 함께 선충이 채워질 수 있는 다중 웰 (31)을 갖고 저부면 (33), 상부면 (32) 및 저부면 (33)과 상부면 (32) 사이에서 연장되는 측벽을 포함하는 세포 배양 플레이트 (30) 용 홀더 (13); 바람직하게는 세포 배양 플레이트 (30)의 저부면 (33)의 이미지를 기록하는데 사용되는 카메라 (11); 세포 배양 플레이트 (30)를 조명하는 적어도 제1 광원 (15)을 갖는 조명 장치 (14);를 포함하며, 설치 상태에서 상기 세포 배양 플레이트 (30)의 제1 측벽 (34)과 제1 광원 (15) 사이에 세포 배양 플레이트 (30)의 저부면 (33) 방향으로 제1 측벽 (34)을 통해 제1 광원 (15)의 광을 유도하는 제1 광학 유닛이 배열되어 있다. 본 발명에 따른 방법으로, 매우 짧은 시간 내에 많은 활성 성분들을 동시에 조사하는 것이 가능하다.
Description
본 발명은 수성 시험에서 선충 및 다른 생물에 대한 활성 성분의 작용을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
수많은 종의 선충 (회충)은 근계로 침투하여 식물 대사를 심하게 손상시킬 수 있기 때문에, 농업 해충을 대표한다. 다양한 화학 물질, 소위 살선충제가 이미 선충에 의한 공격에 대비하여 개발되었다. 그러나, 선충을 효과적으로 방제할 수 있는 추가의 활성 성분을 찾아내는 것이 대단히 요구되고 있다.
Macellino, Gut 등에 의한 문헌 (Marcellino C, Gut J, Lim KC, Singh R, McKerrow J, et al. (2012) WormAssay: A Novel Computer Application for Whole-Plate Motion-based Screening of Macroscopic Parasites. PLoS Negl Trop Dis 6(1): e1494. doi:10.1371/journal.pntd.0001494)에서는 활성 성분으로 채워질 수 있는 다중 웰을 갖는 세포 배양 플레이트용 홀더를 포함하는, 벌레에 대한 활성 성분의 작용을 결정하기 위한 장치를 개시한다. 상기 세포 배양 플레이트는 저부면, 상부면 및 세포 배양 플레이트의 저부면과 상부면 사이에서 연장되는 측벽을 갖는다. 상기 장치는 세포 배양 플레이트의 저부면의 이미지를 기록하는데 사용되는 카메라를 더 포함한다. 장치의 조명 장치는 세포 배양 플레이트를 조명하는 적어도 하나의 광원을 갖는다.
세포 배양 플레이트의 필름 커버 상에 응축된 액적과 같은 파괴적인 영향이 실험 결과에 큰 영향을 줄 수 있다는 것이 분명해졌다. 조명 장치가 제대로 조정되지 않으면 실험 결과를 사용할 수 없게 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 파괴적인 영향을 최소화함으로써 활성 성분의 작용에 대한 신뢰성 있는 결정을 가능케 하는, 선충에 대한 활성 성분의 작용을 측정하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기초가 되는 목적은 청구항 1에 따른 특징들의 조합에 의해 달성된다. 본 발명의 예시적인 구체예들은 청구항 2 내지 8로부터 규합할 수 있다.
제1항에 따르면, 설치 상태에서 세포 배양 플레이트의 제1 광원과 제1 측벽 사이에 세포 배양 플레이트의 저부면 방향으로 제1 측벽을 통해 제1 광원의 광을 유도하는 제1 광학 유닛이 배열된다. 예시적인 일 구체예에서, 광학 유닛은 제1 광원의 광을 세포 배양 플레이트의 저부면 방향으로 지향 및/또는 집중시키는 렌즈를 포함한다.
광학 유닛은 실질적으로 세포 배양 플레이트의 제1 측벽의 전체 길이에 걸쳐있는 로드 렌즈를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 로드 렌즈는 제1 측벽에 평행하게 뻗어있을 수 있다. 로드 렌즈의 중심축은 바람직하게는 세포 배양 플레이트의 상부면의 평면과 세포 배양 플레이트의 저부면의 평면 사이에 있다.
제1 광원은 바람직하게는 또한 세포 배양 플레이트의 제1 측벽의 전체 길이에 걸쳐있는 라인 광 가이드를 가질 수 있다. 따라서, 광은 전체 제1 측벽을 가로질러 세포 배양 플레이트로 공급되고, 로드 렌즈는 광이 세포 배양 플레이트의 저부면의 방향으로 지향 및/또는 집중되도록 한다. 라인 광 가이드 또는 그 중심축은 바람직하게는 홀더에 의해 지지된 세포 배양 플레이트의 상부면의 평면과 저부면의 평면 사이에 있다. 이와 관련하여, 라인 광 가이드로부터의 광빔은 세포 배양 플레이트의 상부면 또는 저부면에 실질적으로 평행하게 진행한 다음, 로드 렌즈를 타격하고, 이어서 광을 저부면 방향으로 향하게 한다.
예시적인 일 구체예에서, 광학 유닛은 세포 배양 플레이트의 상부 웰 커버의 직접 조명을 방지한다. 상기 상부 웰 커버는 예를 들어 응축수가 형성될 수 있는 필름의 형태로 설계될 수 있다. 그렇지만, 조사 결과에 대한 이들 응축 액적의 파괴적인 영향은 세포 배양 플레이트의 표적 조명에 의해 감소되거나 완전히 제거될 수 있다.
선택적으로 또는 추가적으로, 광학 유닛은 카메라의 대물렌즈로의 광의 직접 침투가 방지되도록 설계될 수 있다. 이것 역시도, 조사 결과의 질과 신뢰성을 위해 필요한 것으로 발견되었다.
본 발명의 예시적인 일 구체예에서, 제1 광원과 로드 렌즈 사이의 간격은 2 내지 4 cm이다. 바람직하게는, 광원과 로드 렌즈 사이의 간격을 특정 범위 내에서 자유롭게 선택 가능한 방식으로 설정할 수 있는 조정 장치가 제공된다. 이와 관련하여, 바람직하게는 조정 장치에 의해 광원과 로드 렌즈 사이의 (수평) 간격뿐 아니라 광원과 로드 렌즈 사이의 높이 오프셋을 설정하는 것이 가능하다.
예시적인 일 구체예에서, 홀더는 투명한 재료로 구성된다. 바람직하게는, PMMA (아크릴 유리)와 같은 열가소성 물질이 사용된다.
조명 장치는 세포 배양 플레이트의 제2 측벽 상에 배치되어 있는 제2 광원 및 제2 광학 유닛을 가질 수 있고, 상기 제2 측벽은 제1 측벽에 대향하여 있다. 이와 관련하여, 제2 광학 유닛은 제1 광학 유닛과 동일할 수 있다. 또한, 제2 광학 유닛에 대한 제2 광원의 배열은 제1 광원과 제1 광학 유닛 사이에 존재하는 배열에 상응할 수 있다.
선충에 대한 작용을 조사하고자 하는 활성 성분이 많기 때문에, 상기 장치를 이용하여 가능한 가장 짧은 시간 안에 활성 성분을 조사할 수 있는 방법이 제공되어야 한다. 따라서, 본 발명의 부가적인 목적은 짧은 시간에 가능한 한 많은 활성 성분을 조사하는 것이 가능한, 선충에 대한 활성 성분의 작용을 결정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 9에 따른 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 방법의 예시적인 구체예는 청구항 9의 종속항으로부터 규합할 수 있다.
수성 시험에서 선충 및 다른 생물에 대한 활성 성분의 작용을 측정하기 위한 본 발명에 따른 방법은 우선 세포 배양 플레이트의 적어도 하나의 웰을 선충 및 활성 성분으로 충진하는 것을 구상한다. 그런 다음, 세포 배양 플레이트를 위의 디자인에 따라 장치에 넣는다. 이때 대안적으로, 세포 배양 플레이트는 청구항 1 내지 8에 따른 디자인과 상이한 장치에 배열될 수 있는 것에 주의해야 한다.
이어서, 서로 발생 순서대로 이어지는 다중 디지털 이미지가 세포 배양 플레이트의, 바람직하게는 저부면에서 생성된다. 상기 이미지는 제1 그룹 (예를 들어, "검은색") 또는 제2 그룹 (예를 들어, "흰색")에 할당되는 이미지의 각 픽셀과 함께 이진화된다. 이진화에서, 임계값이 정의/확립될 수 있다: 강도가 상기 임계값보다 작은 픽셀은 백그라운드의 것인 반면, 강도가 상기 임계값보다 큰 픽셀은 선충에 할당된다. 이와 관련하여, 임계값의 수준은 세포 배양 플레이트의 조명에 의존하고, 따라서 사용된 조명 장치에 의존한다.
이미지가 이진화되기 전에, 형태학적 이미지 처리 필터를 사용하는 것이 유용하다. 여기에는 조사 대상 생물의 크기보다 큰 개체를 여과하는 작업이 포함된다. 따라서, 이 처리 단계는 조사되는 생물의 크기를 명시하는 입력 크기를 요구한다.
이진화 후, 제1 기록 시리즈에 대해 제1 측정 곡선이 결정되는데, 상기 제1 측정 곡선은 적어도 하나의 웰과 그에 따라 상기 웰에 미리 채워진 활성 성분에 기초한다. 이와 관련하여, 제1 기록 시리즈는 기본 이미지 및 다중 후속 이미지를 가지며, 각 후속 이미지는 차분법으로 기본 이미지와 비교되고, 각각의 경우에 차분 픽셀의 수가 결정된다. 또한, 적어도 웰에 기초한 제2 측정 곡선이 제2 기록 시리즈에 대해 결정되고, 제2 시리즈에 대해서는 제1 시리즈의 후속 이미지가 기본 이미지로서 사용되고 제1 시리즈의 적어도 하나의 추가의 후속 이미지가 제2 시리즈의 후속 이미지로서 사용된다. 마지막으로, 제1 측정 곡선 및 적어도 제2 측정 곡선에 기초하여 평균 곡선이 결정된다.
개별 이미지가 다양한 측정 곡선에 사용되기 때문에, 기록될 이미지의 수 및 따라서 그에 필요한 시간을 최소화하는 것이 가능하다. 평균 곡선에 포함되는 다중 측정 곡선들이 생성되기 때문에, 평균 곡선을 기반으로 활성 성분의 작용에 대해 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 제1 정보를 제공할 수 있을 정도로 통계적 분산 또는 산란을 줄이는 것이 가능하다.
본 발명의 일 설계에서, 제1 시리즈의 기본 이미지에 곧바로 이어지는 (즉, 중간에 기록되는 이미지가 없다) 제1 시리즈의 제1 후속 이미지가 제2 시리즈의 기본 이미지에 사용된다. 또한, 제1 시리즈의 제1 후속 이미지를 제외하고 제1 시리즈의 모든 후속 이미지가 제2 시리즈의 후속 이미지로서 제2 시리즈에 사용된다. 제2 시리즈는 이어 단지 추가적인 후속 이미지로 완료되어야 한다. 예를 들어, 제1 시리즈가 하나의 기본 이미지와 9개의 후속 이미지로 구성된 경우, 제1 시리즈의 9개의 후속 이미지가 제2 시리즈에 사용되며, 제1 시리즈의 제1 후속 이미지는 제2 시리즈의 기본 이미지로서 사용되고, 제1 시리즈의 나머지 8개의 후속 이미지는 모두 제2 시리즈의 후속 이미지로 사용된다. 제2 시리즈에도 9개의 후속 이미지가 있으므로, 상기 제2 시리즈는 추가적인 이미지로 완료될 것이다. 따라서 서로 발생 순서대로 이어지는 총 11개의 이미지는 제1 측정 곡선과 제2 측정 곡선을 생성하기에 충분하며, 이들은 각각 서로 다른 시간에 차분 픽셀 수를 나타내는 10개의 점 (영점 포함)을 포함한다.
상기 기록 기간 내에, 비처리 선충이 존재하는 웰에 대한 차분 픽셀의 수에 점근 한계가 도달하도록, 시리즈의 기본 이미지와 최종 후속 이미지 사이의 기록 기간이 설정될 수 있다. 단순화를 위해 단지 하나의 회충만으로 채워진 웰을 예로 들어서 점근 한계에 대한 백그라운드가 설명될 것이다.
예를 들어, 50개의 흰색 픽셀이 개별 회충에 할당될 수 있다면, 기본 이미지 (시간 t = 0에서)와 이후 이어지는 후속 이미지를 비교하여 발생하는 최대 차분 픽셀 수는 100이다. 회충이 완전히 원래의 위치 (시간 t = 0)에서 벗어난 경우 100의 수가 발생한다. 첫째, 회충의 원래 50개의 흰색 픽셀은 이제 검은색이다. 둘째로, 이전에 검은색이었던 50개의 다른 픽셀은 이제 회충의 새로운 위치 때문에 흰색이다. 그러나 상기 회충이 추가로 이동하면, 차분 픽셀의 수는 일정하게 유지된다. 이러한 단순화한 모델에서, 기록 기간은 비처리 회충이 원래 위치 (기본 이미지로 정의됨)에서 완전히 이동하는 데 필요한 시간에 상응한다. 바람직하게는, 50 내지 100개의 선충이 일반적으로 웰에 채워지므로, 점근값이 반드시 "흰색"으로 분류된 픽셀의 2배에 해당할 필요는 없다. 그러나, 차분 픽셀의 수가 점근 한계에 대해 실행된다는 것은 명백하다.
제1 시리즈의 기본 이미지와 마지막 시리즈의 최종 후속 이미지 사이에 총 기간이 설정될 수 있으며, 총 기간은 대략 기록 기간의 2배에 해당할 수 있다 (예를 들어, 1.5 내지 2.5 범위 내).
2개의 연속 이미지 사이의 시간 간격은 각 경우 일정할 수 있으며, 1 내지 5초이다. 하나의 이미지 시리즈는 8 내지 12개의 이미지들을 포함할 수 있다. 평균 곡선은 8 내지 12개의 측정 곡선을 기초로 결정될 수 있다.
예를 들어, 비처리 선충을 함유하는 웰에 대해 점근 한계에 이르는 30초의 기록 기간이 결정되면, 총 기간은 60초일 수 있다. 따라서, 서로 발생 순서대로 이어지는 2개의 이미지 사이에서 3초의 간격은 하나의 기록 기간 동안 시리즈당 11개의 이미지의 수 (1개의 기본 이미지 및 10개의 후속 이미지, 기본 이미지는 시간 t = 0에서 기록됨)를 산출한다. 시간 t = 0에서 제1 이미지가 기록되고 시간 t = 60 초에서 마지막 이미지가 기록되는 총 60초의 기간은 총 21개의 이미지를 생성하며, 이어 각각 11개의 측정 점들 (영점 포함)을 가지고 있는 11개의 측정 곡선들을 산출한다.
본 발명은 도면에 도시된 예시적인 구체예에 기초하여 보다 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 하나의 예시적인 구체예의 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1에 따른 장치의 세포 배양 플레이트 및 조명 장치의 배열을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 하나의 예시적인 구체예의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 비처리 선충을 함유하는 웰에 대한 측정 곡선 및 활성 성분으로 처리 된 선충에 대한 측정 곡선을 나타낸다.
도 2는 도 1에 따른 장치의 세포 배양 플레이트 및 조명 장치의 배열을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 하나의 예시적인 구체예의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 비처리 선충을 함유하는 웰에 대한 측정 곡선 및 활성 성분으로 처리 된 선충에 대한 측정 곡선을 나타낸다.
도 1은 선충에 대한 활성 성분의 작용을 결정하기 위한 장치의 단면을 개략적으로 나타낸다. 장치 (1)는 대물렌즈 (12)를 구비한 카메라 (11)가 배치된 하우징 (10)을 갖는다. 또한, 하우징 (10)에는 다중 웰 (31)을 포함하는 세포 배양 플레이트 (30) 용 홀더 (13)가 제공된다. 세포 배양 플레이트 (30)는 상부면 (32)과 저부면 (33)을 갖는다. 직사각형 세포 배양 플레이트 (30)의 상부면 (32)과 저부면 (33) 사이에 4개의 측벽이 배치되어 있으며, 도 1의 도시에서 그의 제1 측벽 (34) 및 대향하는 제2 측벽 (35)을 알아볼 수 있다.
제1 광원 (15)과 제 2 광원 (16)을 갖는 조명 장치 (14)가 하우징 (10) 내에 유사하게 배치된다. 제1 광원 (15)과 제1 측벽 (34) 사이에 제1 광학 유닛의 일부로서 로드 렌즈 (17)가 배열되며, 제1 광원 (15)과 마찬가지로, 제1 측벽 (34)의 전체 길이에 걸쳐 있다. 제2 광원 (16)과 제2 측벽 (35) 사이에도 마찬가지로 로드 렌즈 (18)가 배치된다.
장치 (10)는 카메라 (11)를 사용하여, 세포 배양 플레이트 (30)의 저부면 (33)으로부터 기록되는, 세포 배양 플레이트 (30)의 다중 디지털 이미지를 발생 순서대로 생성할 수 있게 한다. 따라서, 대물렌즈 (12)를 구비한 카메라 (11)가 세포 배양 플레이트 (30) 용 홀더 (13) 아래 배치된다. 여기서 카메라 (10)는 카메라 (11)에 의해 기록된 이미지를 저장하고 처리하기 위한 수단을 구비하며, 추가 도시되지 않았다. 대안적으로, 장치 (10)는 적절한 (컴퓨터) 수단에 연결될 수 있다.
도 2는 제 1광원 (15) 및 제2 광원 (16)을 갖는 조명 장치 (14) 및 세포 배양 플레이트 (30)의 배열을 확대하여 나타낸다. 세포 배양 플레이트 (30)의 각 웰 (31)에는 50 내지 100개의 선충 및 조사될 활성 성분이 존재하는 수용액 (36)이 채워진다. 도 2는 연속 배열된 8개의 웰 (31)을 도시하고, 서로 나란히 배열된 12개의 열들은 총 96개의 개별 웰 (31)을 제공할 것이다. 세포 배양 플레이트 (30)에 대한 다른 패턴, 예를 들어 4 × 6 패턴 또는 6 × 8 패턴이 가능하다.
상이한 활성 성분이 서로 다른 웰 (31)에 충전될 수 있다. 또한, 활성 성분 없이 선충 만이 수용액에 존재하는 웰이 또한 있을 수 있다.
로드 렌즈 (17, 18)는 광원 (15, 16)의 광을 저부면 (33)의 방향으로 향하게 한다. 동시에, 로드 렌즈 (17, 18)는 광원 (15, 16)으로부터의 광이 세포 배양 플레이트 (30)의 상부면 (32)에 직접 도달하지 못하도록 하며, 상부면 (32)에는 개별 웰 (31)을 위에서부터 덮는 필름 (37)이 제공된다. 또한, 로드 렌즈 (17, 18) 또는 로드 렌즈 (17, 18)의 배열은, 카메라 (11)의 대물렌즈 (12)로 광이 직접 입사하지 않도록 설계되어 있다. (17a) 및 (17b)는 로드 렌즈 (17)로부터 나오는 광을 가리킨다. 대응하는 로드 렌즈 (18)의 출사광은 (18a), (18b)로 표시된다.
도 2는 세포 배양 플레이트 (30)가 장치 (10)의 홀더 (13)에 위치한 경우, 세포 배양 플레이트 (30)의 상부면 (32)과 저부면 (33) 사이에 로드 렌즈 (17, 18), 적어도 인발 평면에 수직으로 연장되는 중심축이 배열되어 있음을 보여주며, 상기 홀더 (13)는 상기 세포 배양 플레이트 (30)를 위한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 일 구체예의 흐름도를 나타낸다. 흐름도는 시작 블록 (100)으로 시작한다. 블록 (101)에서, 점근값 AW가 비처리 선충을 기초로 결정된다. 이와 관련하여, 점근값 AW는 후속 이미지가 기본 이미지와 비교될 때 최대로 발생할 수 있는 차분 픽셀 수이다. 도 4는 비처리 선충에 대한 측정 곡선 50에 대한 점근값 AW를 나타낸다. 이와 관련하여, 개별 측정점들은 시간 t = 0에서 기록된 기본 이미지와 상이한 시간에 기록된 후속 이미지의 비교에서 발생하는 차분 픽셀 수를 반영한다. 이와 관련하여 점근값 AW는 측정 곡선 (50)이 적어도 대략적으로 점근 한계 AW에 도달하는 기록 기간 TA와 연관된다. 본 실시예에서, 기록 기간은 27초이며, 두 개의 인접한 후속 이미지들 사이의 간격 또는 제1 후속 이미지와 기본 이미지 (t = 0) 사이의 간격은 3초이다. 따라서, 기본 이미지 (t = 0)를 포함하는 측정 곡선당 이미지의 수 nAW는 10이다.
도 4는 또한 처리된 선충에 대한 (평균) 측정 곡선 (51)을 예시적으로 나타낸다. 처리된 선충은 더 천천히 움직이거나, 또는 그 중 일부가 더 이상 움직이지 않기 때문에, 측정 곡선 (51)이 비처리 선충에 대한 측정 곡선 (50) 아래로 전개되는 것을 알 수 있다. 비처리 선충에 대한 측정 곡선 아래 영역에 대해 측정 곡선 (51) 아래의 면적이 작을수록, 상응하는 활성 성분의 작용이 강하다. 그렇긴 해도, 평균 측정 곡선 (51)에 대해서는 이후에 보다 상세히 설명될 것이다.
비처리 선충에 기초한 점근값 AW의 결정 후와 측정 곡선 당 또는 시리즈 당 이미지의 수 nAW의 설정 후 (블록 101), 도 3에 따라 블록 (102)에서 특정 수의 이미지 Image_1 내지 Image_x가 기록된다. 이 시점에서, 카메라 (11)는 시간별로 모든 웰을 갖는 세포 배양 플레이트 (30)의 총 이미지를 생성하고, 웰에 기초한 방식으로 상기 총 이미지로부터 각각의 개별 웰에 대해 이미지 Image_1 내지 Image_x를 컷아웃하거나 생성하는 것을 언급하고자 한다. 이어 상기 이미지들은 블록 (103)에서 이진화된다. 이진화 시, 개별 픽셀들은 선충 (흰색 픽셀) 또는 백그라운드 (검은색 픽셀)에 할당된다. 블록 (103)에서 이진화는 픽셀 강도에 대한 임계값 설정의 하류에서 수행되어야 하는데, 이 값은 픽셀을 "흰색" 및 "검은색"으로 나누는 것을 가능하게 한다.
제1 측정 곡선 m = 1에 대해 (블록 104 참조), 이미지 Image_2 내지 Image_nAW가 이용되고, 우선 제1 후속 이미지 Image_2와 기본 이미지 Image_1 사이의 차분 픽셀의 수가 차분법으로 결정된다 (블록 105 및 블록 106 참조). 이와 관련하여, 블록 (106)은 루프의 일부로서 수 회 거치기 때문에, 다중 후속 이미지 (Image_2 - Image_1; Image_3 - Image_1; Image_4 - Image_1; ...; Image_nAW - Image_1)에 대해 차분 픽셀 수가 결정된다. 제1 측정 곡선에 대한 이미지들의 수가 n = nAW + m-1 값에 도달하고 루프 (107) 내에서 제공된 질문 (108)에 "예"로 답해지지 않는 경우 루프 (107)를 빠져나온다. 이 경우, 모든 값들은 제1 측정 곡선 m = 1을 생성하는데 이용 가능하다 (블록 (109) 참조).
제1 측정 곡선 m = 1의 생성 후, 루프 (110)는 추가 측정 곡선 (m = 2, m = 3, ..., m = mmax)을 생성하는데 사용된다. 이와 관련하여, 제2 측정 곡선은 차분 이미지들 Image_3 - Image_2; Image_4 - Image_2; ...; Image_nAW + 1 - Image_2에 기초한다. 따라서, 예를 들어 Image_3은 제1 측정 곡선 m = 1 및 제2 측정 곡선 m = 2의 생성 모두를 위해 사용된다.
루프 (110) 내의 질문 (111)에 "예"로 답해지지 않는 경우 루프 (110)을 빠져 나온다. 모든 측정 곡선 1, 2, ..., mmax는 이제 이용 가능하며, 따라서 이들 측정 시리즈는 블록 (112)에서 평균화될 수 있다. 대부분의 경우 동일한 이미지에 의존하는 이러한 개별 측정 시리즈의 평균은, 통계적 산란을 상당히 줄일 수 있는 것으로 확인되었다. 따라서, m 측정 시리즈를 생성하기 위해 총 m+nAW-1 이미지들을 사용하는 것이 가능하며, 각각은 nAW 측정점 (영점 포함)을 포함한다.
블록 (113)에서, 평균 곡선의 적분이 계산되고, 상기 적분은 비처리 선충에 대한 측정 곡선 (50) 아래의 면적과 비교될 수 있다 (블록 (114) 참조).
도 4에서 앞서 언급된 측정 시리즈 (51)가 블록 (112)에 따른 평균 측정 시리즈에 상응하고 측정 곡선 (50) 아래의 면적은 I50 = 100 면적 단위를 포함하며 (평균) 측정 곡선 아래의 면적은 I51 = 65 면적 단위를 포함한다고 가정하여, 다음 공식에 따라 활성 성분의 효능에 대한 정보를 제공하는 것이 가능하다: (I50 (비처리) - I51 (처리))/I50 (비처리)·100%. 이를 기초로 취한 수치 예의 경우에서 35%의 값이 얻어질 것이다.
따라서, 예를 들어, 96 웰을 갖는 세포 배양 플레이트의 경우에 거의 100개의 활성 성분을 동시에 조사할 수 있다. 60초는 때때로 통계적으로 신뢰할만한 결과를 달성하기에 충분한 측정점을 가지고 충분한 수의 측정 시리즈를 생성하기 위해 필요한 이미지를 기록하는 데 충분하다. 따라서 본 발명에 의해, 선충류 또는 유사 생물에 대한 활성 성분의 효능을 신속하고 효율적으로 조사할 수 있다.
참조 번호 목록
1 장치
10 하우징
11 카메라
12 대물렌즈
13 홀더
14 조명 장치
15 제1 광원
16 제2 광원
17 로드 렌즈 (17a, 17b 출사빔)
18 로드 렌즈 (18a, 18b 출사빔)
30 세포 배양 플레이트
31 웰
32 상부면
33 저부면
34 제1 측벽
35 제2 측벽
36 용액
37 웰 커버
100 시작 블록
101 블록
102 블록
103 블록
104 블록
105 블록
106 블록
107 루프
108 질문
109 블록
110 루프
111 질문
112 블록
113 블록
114 블록
Claims (15)
- - 활성 성분과 함께 선충이 채워질 수 있는 다중 웰 (31)을 갖고 저부면 (33), 상부면 (32) 및 저부면 (33)과 상부면 (32) 사이에서 연장되는 측벽을 포함하는 세포 배양 플레이트 (30) 용 홀더 (13);
- 세포 배양 플레이트 (30)의 저부면 (33)의 이미지를 기록하는데 사용되는 카메라 (11);
- 세포 배양 플레이트 (30)를 조명하는 적어도 제1 광원 (15)을 갖는 조명 장치 (14);
를 포함하며,
설치 상태에서 상기 세포 배양 플레이트 (30)의 제1 측벽 (34)과 제1 광원 (15) 사이에 세포 배양 플레이트 (30)의 저부면 (33) 방향으로 제1 측벽 (34)을 통해 제1 광원 (15)의 광을 유도하는 제1 광학 유닛이 배열되어 있는,
수성 시험에서 선충 또는 다른 생물에 대한 활성 성분의 작용을 결정하기 위한 장치 (1). - 제1항에 있어서, 광학 유닛은 실질적으로 세포 배양 플레이트 (30)의 제1 측벽 (34)의 전체 길이에 걸쳐 있는 로드 렌즈 (17)를 가지는 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서, 제1 광원 (15)은 라인 광 가이드를 구비한 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- 제1항에 있어서, 광학 유닛은 세포 배양 플레이트 (30)의 상부 웰 커버 (37)의 직접 조명을 방지하는 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서, 광학 유닛은 카메라 (11)의 대물렌즈 (12)로 광이 직접 투과되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서, 세포 배양 플레이트용 홀더 (13)가 투명 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제2항에 있어서, 제1 광원 (15)과 로드 렌즈 (17) 사이의 간격이 2 내지 4 cm인 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서, 조명 장치 (13)는 세포 배양 플레이트 (30)의 제2 측벽 (35) 상에 배열된 제2 광원 (16) 및 제2 광학 유닛을 구비하고, 상기 제2 측벽 (35)은 제1 측벽에 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 장치 (1).
- a) 세포 배양 플레이트 (30)의 적어도 하나의 웰 (31)에 선충 및 활성 성분을 충전하는 단계;
b) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 장치 (1)에 세포 배양 플레이트 (30)를 배열하는 단계;
c) 서로 발생 순서대로 이어지는 세포 배양 플레이트 (30)의 다중 이미지를 생성하는 단계;
d) 세포 배양 플레이트 (30)의 조명에 따라 생성된 이미지를 이진화하는 단계;
e) 기본 이미지 및 다중 후속 이미지를 가지는 제1 시리즈의 이미지에 대해 웰에 기초한 제1 측정 곡선을 결정하는 단계로서, 각각의 후속 이미지가 차분법으로 기본 이미지와 비교되고 차분 픽셀의 수가 결정되는 단계;
f) 제2 시리즈의 이미지에 대해 웰에 기초한 적어도 제2 측정 곡선을 결정하는 단계로서, 제2 시리즈에 대해, 제1 시리즈의 후속 이미지를 기본 이미지로 사용하고 제1 시리즈의 적어도 하나의 추가 후속 이미지를 제2 시리즈의 후속 이미지로 사용하는 단계;
g) 제1 측정 곡선 및 적어도 제2 측정 곡선에 기초하여 평균 곡선을 결정하는 단계;
를 포함하는, 수성 시험에서 선충 또는 다른 생물에 대한 활성 성분의 작용을 결정하는 방법. - 제9항에 있어서, 제1 시리즈의 제1 후속 이미지가 제2 시리즈의 기본 이미지에 사용되고, 상기 제1 후속 이미지는 상기 제1 시리즈의 기본 이미지 바로 다음에 이어지고, 제1 시리즈의 제1 후속 이미지를 제외하고 제1 시리즈의 모든 후속 이미지가 제2 시리즈의 후속 이미지로서 제2 시리즈에 사용되며, 제2 시리즈는 추가적인 후속 이미지에 의해 완료되는 것을 특징으로 하는 방법.
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제9항에 있어서, 기록 기간 (TA) 내에, 비처리 선충이 위치하는 웰에 대한 차분 픽셀의 수에 점근 한계 AW가 도달하도록, 시리즈의 기본 이미지와 최종 후속 이미지 사이의 기록 기간 (TA)이 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제11항에 있어서, 총 기간은 제1 시리즈의 기본 이미지와 마지막 시리즈의 최종 후속 이미지 사이로 설정되고, 상기 총 기간은 기록 기간 (TA)의 것에 2배에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
- ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제9항에 있어서, 2개의 연속적인 이미지들 사이의 시간 간격은 일정하고 1 내지 5초인 것을 특징으로 하는 방법.
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제9항에 있어서, 한 시리즈의 이미지는 8 내지 12개의 이미지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제10항에 있어서, 평균 곡선은 8 내지 12개의 측정 곡선에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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