シンチレーション近接アッセイ

シンチレーション近接アッセイ( SPA ) は、均質なシステムにおける幅広い生物学的プロセスの迅速かつ高感度な測定を可能にするアッセイ開発および生化学スクリーニングです。SPA で使用されるビーズの種類は顕微鏡サイズで、ビーズ自体の中に、刺激を受けると光を発するシンチラントがあります。刺激は、放射性標識分子が相互作用してビーズの表面に結合すると発生します。この相互作用によりビーズが光を発し、光度計を使用して検出できます。

SPA技術は放射性崩壊のエネルギー変換に依存しており、放射性崩壊によって放出される光子は、シンチレーションカウンターの光電子増倍管やCCDイメージャーなどのデバイスを使用して検出できます。これは、放射能の検出と定量化を必要とする診療で非常に人気のある技術です。^[1]

放射能を光に変換するプロセスには、可溶性有機シンチレーターと有機溶媒からなるシンチレーション液媒体が必要です。放射性崩壊のプロセス中に、ベータ粒子が放出されます。この粒子が媒体内を移動すると、溶媒内の周囲の分子と衝突してそのエネルギーが散逸し、その際に分子が励起されます。励起された分子は、現在持っているエネルギーをシンチレーター分子に伝達し、そこでエネルギーが光として放出されます。

より詳しく言うと、放射性標識分子がビーズに付着しているかビーズに近接している場合、発光が刺激されます。しかし、ビーズが放射性標識分子に結合しない場合、ビーズは発光を刺激されません。これは、結合していない分子から放出されたベータ粒子 (高速電子) が、シンチラントを含むビーズから遠すぎると水分子との衝突で失われ、SPA ビーズは刺激されて信号を生成しないためです。

放射性原子の崩壊により、素粒子やガンマ線が放出されます。トリチウムは素粒子の 1 つとして電子を放出します。これらの粒子のエネルギーは、粒子自体が水などの媒体を通過する距離に影響します。これは、粒子の運動エネルギーと物質との相互作用の強さの間に逆相関関係があるためです。SPA 法は、トリチウムから放出されたベータ粒子の短い経路長に依存します。

たとえば、トリチウム原子の崩壊によってベータ粒子が放出されますが、これは水中での経路長が非常に短い (1.5 μm) ため、SPA に最適です。したがって、β粒子がシンチラント ビーズから 1.5 μm 以内にある場合、ビーズを刺激して光を発させるのに十分なエネルギーがあります。両者の距離が 1.5 μm を超える場合、β粒子はビーズに到達して刺激するのに十分なエネルギーがありません。

SPA のビーズは、蛍光ミクロスフェアと呼ばれる小さなビーズにシンチラントを組み込んで形成されます。これらは特定の分子と結合するように特別に設計されています。ビーズが放射性分子に近づくと、光が刺激されます。

光子増倍管 (PMT) は、放出された光子を検出するために使用できます。このデバイスは、一連の他の電極を介して光電陰極によって放出された光子エネルギーを電気エネルギーに変換します。別のデバイスはCCD イメージャーとして知られており、高感度電荷結合素子検出器を備えた冷却デジタルカメラのセットと、捕捉した光子エネルギーを高品質の画像に変換するいくつかの改良されたテレセントリックレンズで構成されています。

また、この方法を酵素アッセイや放射免疫アッセイなどの幅広い用途に適用できるようにする、さまざまなビーズコーティングも用意されています。

従来のオーバーコートプレートベースの方法と比較して、SPA には、より人気がある多くの利点があります。

• アッセイの柔軟性 - SPA ビーズは表面積が大きい設計のため、アッセイ内の成分の濃度をユーザーに合わせて調整でき、ユーザーはアッセイを柔軟に設計できます。
• 放射性標識の削減 - SPA ビーズは結合能力が高いため、必要な放射性標識の量を削減でき、より高い信号が得られます。この方法では、SPA ビーズの量を変更することで、アッセイの感度を最適化することもできます。
• 便利 - SPA アッセイの主要コンポーネントであるビーズは、特定のプレート タイプやサプライヤーに依存しないため、幅広く入手可能です。
• ビーズの品揃え - ユーザーのニーズや用途に合わせて、さまざまなビーズタイプから選択できます。
• 分離ステップなし - 従来の方法に関連する分離ステップなしで結合測定が可能になり、エラーが削減され、スループットが向上します。