用途 マイクロフルオロメトリーは、細胞生物学 、微生物学 、免疫学 、細胞周期 解析、細胞の「フロー核型 分析」など、さまざまな分野で使用されています。 [ 2 ] フロー核型分析では、分離された中期染色体が 染色され、フローマイクロフルオロメーターで測定されます。染色体の蛍光染色により、測定された染色体の相対的な出現頻度と染色体DNA含有量に関する分布も得られます。この技術により、従来の方法よりも高速で核型分析が可能になり、チャイニーズハムスター染色体を使用して正確であることが示されました。[ 3 ] フローマイクロフルオロメトリー(FMF)は、蛍光マーカーを使用して小さな細胞サンプルでさまざまな細胞集団を決定するためにも使用できます。フローマイクロフルオロメトリーで測定に使用されるマーカーは、蛍光抗原またはDNA結合剤で構成されています。[ 2 ] これにより、抗原 と反応する抗体を正確に測定できます。[ 1 ] フローマイクロフルオロメトリーは、医薬品研究において、薬物処理中の細胞の種類、タンパク質およびDNAの発現、細胞周期、その他の細胞特性を決定するためにも使用されます。[ 4 ] 例えば、マイクロフルオロメトリーは、神経細胞 において、個々の細胞におけるカルシウムイオン濃度とミトコンドリア膜電位の両方に対する 神経毒 の影響を比較するために使用されます。[ 5 ] マイクロフルオロメトリーは、各細胞のDNA含有量を分析および比較することにより、異なる微生物を互いに区別する方法としても使用できます。[ 6 ] この同じ概念は、目的に応じて異なる適切な蛍光色素を使用して細胞の種類を区別するためにも適用でき、現代の細胞生物学およびゲノミクスにおける重要な技術です。[ 7 ]
マイクロフルオロメトリーのもう 1 つの用途はフローサイトメトリー で、これは蛍光色素分子の発光と通常は光源としてレーザーを使用して粒子や細胞からデータを作成します。[ 8 ] これは染色体を非常に高速で分離するために使用でき、次世代シーケンシングと簡単に使用できます。この技術は、関連する染色体のみを非常に高速で分離することによって簡単に結果を得ることができます。[ 9 ] 例えば、大腸菌バクテリオファージラムダ とT4はフローサイトメトリーによって分離することができ、以前は困難だったゲノム解析が可能になりました。[ 10 ]
コンセプト マイクロフルオロメトリーは、確立された蛍光測定法を基盤としています。蛍光測定法では、標的化合物の存在下で蛍光を発する色素を用いて、蛍光の有無と強度を測定することで化合物の存在を検出できます。強度の違いを利用して化合物の濃度を決定できます。さらに、色素がスペクトルシフトを起こす場合は、色素の濃度が分からなくても標的の絶対濃度を決定できます。Fura-2は、カルシウムの測定に使用される蛍光色素の一例です。マイクロフルオロメトリーは、測定に顕微鏡的要素を追加することで蛍光測定法を拡張し、単一細胞やその他の微細な対象物の分析を可能にします。[ 11 ]
マイクロフルオロメーター マイクロフルオロメーターは、顕微鏡と組み合わせた蛍光分光光度計で、微小サンプルまたは領域の蛍光スペクトルを測定するように設計されているか、微小サンプル領域の透過スペクトルと反射スペクトルを測定するように構成できます。これは、蛍光マイクロ分光法専用に構築された完全なマイクロフルオロメーターであるか、顕微鏡の光学ポートに取り付けられる蛍光分光計ユニットのいずれかです。[ 12 ] マイクロフルオロメーターは、個々の細胞または染色体中の化学成分の量と分布を推定するために使用できます。化学成分の量を推定するために、その蛍光強度は光電測光によって測定され、分布は、ネガティブ染色体の中期プレートの写真の強度を測定することによって見つかります。[ 13 ] マイクロ分光光度計は、透過、吸光、反射、および発光スペクトルを測定でき、内蔵アルゴリズムを使用して、組成、濃度などを決定するために以前のデータと比較できるスペクトルが生成されます。[ 12 ]
制限事項 このプロセスには多くのエラーの原因がありますが、均質なサンプルを準備できないなどの生物学的エラーは、技術的なエラーよりも制約となる可能性が高いです。[ 1 ]
参考文献 1 2 3 Goldman, Morris (1971). "近縁微生物の抗原分析におけるマイクロフルオロメトリー". Annals of the New York Academy of Sciences . 177 (1): 439–45 . Bibcode : 1971NYASA.177..439G . doi : 10.1111 / j.1749-6632.1971.tb35073.x . PMID 4333753. S2CID 42391664 . 1 2 MacKenzie, NM; Pinder, AC (1986). "フローマイクロフルオロメトリー (FMF) の生物医学研究および診断への応用: レビュー". Developments in Biological Standardization . 64 : 181–93 . PMID 3792646 . ↑ Gray JW、Carrano AV、Moore DH、Steinmetz LL、Minkler J、Mayall BH、Mendelsohn ML、Van Dilla MA (1975 年 8 月)。 「 フロー マイクロ フルオロメトリーによる高速定量的核型分析」 。Clinical Chemistry。21 ( 9 ): 1258–62。doi : 10.1093/clinchem / 21.9.1258。PMID 1170959 。 ↑ Siegel, EB (1984年9月). 「医薬品試験におけるフローマイクロフルオロメトリーの使用」. Regulatory Toxicology and Pharmacology . 4 (3): 287– 304. doi : 10.1016/0273-2300(84)90028-X . PMID 6208577 . ↑ Limke, TL; Atchison, WD (2009年11月) 「神経毒性試験への単一細胞マイクロフルオロメトリーの応用」 Current Protocols in Toxicology . 42 (1): 12.15.1–13. doi : 10.1002/0471140856.tx1215s42 . ISBN 978-0-471-14085-6 . PMC 3201743 . PMID 20960422 . ↑ Coulson, PB; Tyndall, R. (1978). "アカントアメーバにおける全細胞DNAのフローマイクロフルオロメトリーによる定量" . Journal of Histochemistry & Cytochemistry . 26 (9): 713– 718. doi : 10.1177/26.9.361883 . PMID 361883 . ↑ Lydon, MJ; Keeler, KD; Thomas, DB (1980年2月)「フローマイクロフルオロメトリーによる生体DNA染色と細胞選別」 Journal of Cellular Physiology . 102 (2): 175–81 . doi : 10.1002/jcp.1041020208 . PMID 6154714 . S2CID 31003464 . ↑ 「フローサイトメトリーの基礎」 。2013年9月20日にオリジナルからアーカイブ済み 。 2012年11月17日 に取得。 ↑ ドレゼル、J;ヴラナ、J;サファシュ、J;バルトス、J;クバラコバ、M;シムコバ、H (2012 年 8 月)。 「ゲノム解析を簡素化するフロー内の染色体」 。 機能的および統合的ゲノミクス 。 12 (3): 397–416 . 土井 : 10.1007/s10142-012-0293-0 。 PMC 3431466 。 PMID 22895700 。 ↑ Allen, LZ; Ishoey, T; Novotny, MA; McLean, JS; Lasken, RS; Williamson, SJ (2011年3月23日). Vartanian, Jean-Pierre (編). "単一ウイルスゲノム解析:ウイルス発見のための新しいツール" . PLOS ONE . 6 (3) e17722. Bibcode : 2011PLoSO...617722A . doi : 10.1371/journal.pone.0017722 . PMC 3059205 . PMID 21436882 . ↑ スミフ、ピート。 「マイクロフルオロメトリー」 。 2012年10月26日 取得 。 1 2 「マイクロ分光光度計」 . microspectra.com . Craic Technologies . 2012年10月25日 取得 . ↑ バルスキイ、IIa;バージニア州イオッフェ。クドリャフツェフ、BN;パパイアン、GV;ロザノフ、IuM (1983)。 「染色体研究用顕微蛍光光度計」。 ツィトロギア 。 25 (6): 711–8 . PMID 6351388 。
外部リンク http://microspectra.com/component/content/article/52-craictech/81-microfluorometer、マイクロフルオロメーター https://www.youtube.com/watch?v=_lmkEqTHj3Y、マイクロフルオロメトリーの応用例を解説した動画 http://www5.pbrc.hawaii.edu/bln/ian/imaged_microfluorimetry.html、マイクロフルオロメトリーによる読み取り結果