アクリジンオレンジ

アクリジンオレンジは、核酸選択性蛍光色素として用いられる有機化合物であり、カチオン性を持つため、細胞周期の判定に有用である。アクリジンオレンジは細胞透過性があり、 DNAにはインターカレーションによって、RNAには静電引力によって結合する。DNAに結合したアクリジンオレンジは、フルオレセインナトリウムとして知られる有機化合物とスペクトル特性が非常によく似ている。

アクリジンオレンジは、落射蛍光顕微鏡検査やフローサイトメトリーに用いられる。アクリジンオレンジは、酸性細胞小器官の細胞膜を透過する能力と陽イオン性を持つため、様々な種類の細胞（例えば、細菌細胞と白血球）を識別することができる。

アクリジンオレンジとフルオレセインは、それぞれ502 nmと525 nm（緑色）に最大励起波長を持ちます 。アクリジンオレンジがRNAと結合すると、蛍光色素の最大励起波長は525  nm（緑色）から460  nm（青色）にシフトします。最大励起波長のシフトにより、最大発光波長は650  nm（赤色）になります。アクリジンオレンジは低pH環境に耐えることができるため、酸性オルガネラであるリソソームやファゴリソソームなどの膜結合オルガネラに浸透することができます。これらのオルガネラは、酸加水分解やアポトーシス細胞の貪食産物の生成に不可欠です。最大励起波長と発光波長のシフトは、細胞が染色される波長を予測するための基礎となります。^{[ 1 ]}

環境のpHが3.5の場合、アクリジンオレンジは青色光（460  nm）で励起されます。アクリジンオレンジが青色光で励起されると、蛍光色素はヒト細胞を緑色に、原核細胞をオレンジ色（600  nm）に染色することができ、蛍光顕微鏡で迅速に検出できます。アクリジンオレンジの染色能力により、1000倍の倍率で操作するグラム染色と比較して、400倍の低倍率で標本塗抹標本を迅速にスキャンできます。暗い背景により、着色した生物が容易に検出できるため、細胞の識別が容易になります。鮮明なコントラストにより、サンプル中に存在する生物の数を数えるメカニズムが提供されます。アクリジンオレンジがDNAに結合すると、色素は502  nmで最大励起され、525 nmで最大発光します。RNAに結合すると、アクリジンオレンジは650 nmで最大発光値、460 nmで最大励起値 を示します。アクリジンオレンジがRNAに結合したときに発生する最大励起値と最大発光値は、静電相互作用と、アクリジン分子とRNAおよびDNA中に存在する核酸塩基対との間のインターカレーションの結果である。^{[ 2 ]}  

アクリジン染料は、1,3-ジアミノベンゼンと適切なベンズアルデヒドとの縮合反応によって調製される。アクリジンオレンジは、ジメチルアミノベンズアルデヒドとN , N-ジメチル-1,3-ジアミノベンゼンから誘導される。^{[ 3 ]}また、 3,6-アクリジンジアミンのエシュバイラー-クラーク反応によっても調製できる。

アクリジンオレンジは、19世紀後半にドイツで石炭を煮沸してアクリジンを単離したカール・グラーベとハインリッヒ・カロによって最初に発見された有機分子アクリジンから誘導されます。アクリジンは、薬剤耐性菌やさまざまな環境中の細菌の分離に有用な抗菌因子を持っています。 ^{[ 4 ]} 20世紀半ばには、アクリジンオレンジは土壌中の微生物含有量の検査や水生細菌の直接計数に使用されました。さらに、アクリジンオレンジ直接計数法（AODC）は、埋立地内の細菌の計数に有用であることが証明されました。アクリジンオレンジを使用した直接エピ蛍光フィルター法（DEFT）は、食品や水中の微生物含有量の検査に知られている方法です。臨床応用におけるアクリジンオレンジの使用は広く受け入れられており、主に血液培養中の細菌を強調することに重点が置かれています。過去および現在の研究では、陽性血液培養の検出においてアクリジンオレンジ染色と盲目サブカルチャーを比較した結果、アクリジンオレンジはシンプルで安価かつ迅速な染色法であり、脳脊髄液やその他の臨床および非臨床材料中の微生物の検出においてグラム染色よりも感度が高いことが示された。^{[ 3 ]}

アクリジンオレンジは、落射蛍光顕微鏡検査や精子クロマチン品質の評価など、さまざまな分野で広く受け入れられ、使用されています。アクリジンオレンジは、通常無菌である検体の迅速なスクリーニングに有用です。フローサイトメトリーでアクリジンオレンジを使用すると、鑑別染色により、個々の細胞におけるDNA変性^{[ 5 ]}やDNAとRNAの細胞内含有量^{[ 6 ]}を測定したり、 不妊精子細胞におけるDNA損傷を検出したりできます^{[ 7 ]} 。アクリジンオレンジは、臨床および非臨床材料から作成された塗抹標本中の微生物の蛍光顕微鏡検出に推奨されています。アクリジンオレンジ染色は、細菌細胞がオレンジ色に、組織成分が黄色または緑色に染色されるように、鑑別染色を得るために酸性pHで行う必要があります^{[ 8 ] 。}

アクリジンオレンジは、サンプル中に存在する抗生物質耐性菌の選択マーカーを除去するための除去剤として使用されていることが記録されています。分離株をアクリジンオレンジの存在下で除去すると、かなりの数の分離株で少なくとも1つの耐性マーカーが除去されたことが記録されています。アクリジンオレンジは、生細胞内の酸性液胞（リソソーム、エンドソーム、オートファゴソーム）、RNA、およびDNAを染色するためにも使用されます。この方法は、リソソーム液胞形成、オートファジー、およびアポトーシスを研究するための安価で簡単な方法です。アクリジンオレンジの発光色は、生細胞の酸性液胞内のpHが低下するにつれて、黄色からオレンジ、そして赤に変化します。特定のイオン強度と濃度の条件下では、アクリジンオレンジはスタッキング相互作用によってRNAに結合すると赤色蛍光を発し、インターカレーションによってDNAに結合すると緑色蛍光を発します。アクリジンオレンジの濃度によっては、未処理の細胞では核が黄緑色の蛍光を発し、クロロキンなどの化合物によってRNA合成が阻害されると緑色の蛍光を発することがある。^{[ 9 ]}アクリジンオレンジは、エチジウムブロミドまたはプロピジウムヨウ化物と併用して、生存細胞、アポトーシス細胞、壊死細胞を区別するために使用できる。さらに、アクリジンオレンジは血液サンプルに使用すると細菌DNAを蛍光発色させ、髄膜炎などの細菌感染症の臨床診断に役立つことがある。^{[ 3 ]}