タイムラプス顕微鏡

タイムラプス顕微鏡

タイムラプス顕微鏡。観察中に細胞を生きたまま保つためには透明な細胞インキュベーターが必要です。
その他の名前	(タイムラプス) マイクロシネマトグラフ、(タイムラプス) ビデオ顕微鏡、タイムラプス シネマイクログラフ
用途	ゆっくりとした微視的プロセスの観察
発明家	ジャン・コマンドンと他の同時代人
関連商品	タイムラプス撮影、生細胞イメージング

タイムラプス顕微鏡法は、顕微鏡に応用されたタイムラプス写真です。顕微鏡の画像シーケンスを記録し、より高速で表示することで、顕微鏡的プロセスを加速して表示します。

1960 年代にビデオ テープ レコーダーが導入される前は、タイム ラプス顕微鏡の録画は写真フィルムで行われていました。この期間中、タイム ラプス顕微鏡はマイクロシネマトグラフィーと呼ばれていました。ビデオ レコーダーの使用が増えるにつれて、タイムラプス ビデオ顕微鏡という用語が徐々に採用されるようになりました。今日では、ビデオという用語はますます使用されなくなっており、これはビデオ レコーダーの代わりにデジタル スチル カメラが個々の画像フレームの録画に使用されていることを反映しています。

タイムラプス顕微鏡は、あらゆる顕微鏡的対象物を経時的に観察するために使用できます。ただし、主な用途は細胞生物学において人工的に培養された細胞を観察することです。ほとんどの細胞は透明であるため、細胞培養に応じて、さまざまな顕微鏡技術を適用して細胞の特性を強調することができます。^[1]

観察をさらに強化するために、細胞は伝統的に観察前に染色されてきた。残念ながら、染色プロセスは細胞を殺してしまう。より破壊的な染色法や染色されていない細胞を観察する方法の開発により、細胞生物学者は生きた細胞を観察することが増えてきた。これは生細胞イメージングとして知られている。生細胞イメージング中に単一細胞を識別して分析するためのツールがいくつか開発されている。^{[2] [3] [4]}

タイムラプス顕微鏡法は、生細胞イメージングを、時間内の単一観察から長期間にわたる細胞動態の観察にまで拡張する方法である。^{[5] [6]}タイムラプス顕微鏡法は主に研究に使用されているが、妊娠率の向上、中絶率の低下、異数性の予測が研究で証明されているため、体外受精クリニックでは臨床的に使用されている^{[7] [8]}

現代のアプローチは、タイムラプス顕微鏡観察を細胞動態の動画作成を超えてさらに拡張しています。伝統的に、細胞は顕微鏡で観察され、サイトメーターで測定されてきました。サイトメトリー技術が細胞や細胞内構造の動的活動を監視および測定するためのイメージング技術と統合されるにつれて、この境界はますます曖昧になっています。^[5]

1903年のマーティン・ダンカンの『チーズダニ』は、最も初期のマイクロシネマトグラフィーの1つです。 ^[9]しかし、科学的なマイクロシネマトグラフィーの初期の発展はパリで起こりました。最初に報告されたタイムラプス顕微鏡は、クロノフォトグラフィーの先駆者であるエティエンヌ・ジュール・マレーによって設立されたマレー研究所で1890年代後半に組み立てられました。 [ 10 ] ^{[ 11] [12]}しかし、1910年頃に最初の重要な科学的貢献をしたのはジャン・コマンドンでした。 ^{[13] [14]}

コマンドンは、梅毒研究を専門とする微生物学者だった。ヴィクトル・アンリのブラウン運動に関するマイクロシネマティックな研究に触発され、^{[15] [16] [17]、}彼は新しく発明された超顕微鏡を使用して梅毒菌の動きを研究した。^[18] 当時、超顕微鏡は、細い螺旋状の細菌を観察できる唯一の顕微鏡だった。彼は、壊れやすい顕微鏡にボルトで固定された巨大な映画カメラを使用して、病原菌の動きが非病原菌とは独特の違いがあることを視覚的に実証した。コマンドンの映画は、医師が2つの形態を区別する方法を教えるのに役立った。^{[19] [20]}

コマンドンの広範囲にわたる先駆的な研究は、他の人々にマイクロシネマトグラフィーを採用するきっかけを与えた。ヘニツ・ローゼンベルガーは1920年代半ばにマイクロシネマトグラフを製作した。アレクシス・カレルと共同で、彼らはこの装置を使ってカレルの細胞培養技術をさらに発展させた。^[21]同様の研究はウォーレン・ルイスによっても行われた。^[22]

第二次世界大戦中、カールツァイス社は初の位相差顕微鏡を市場に投入した。この新しい顕微鏡により、初めて致死的な染色剤を使わずに細胞の詳細を観察することが可能になった。^[1]マイケル・アバクロンビーは、ニワトリの線維芽細胞と位相差顕微鏡 を用いた初のタイムラプス実験を実施し、 1953年に細胞移動に関する現在の理解の基礎を説明した。^{[23] [24]}

今世紀初頭にデジタルカメラが広く導入されたことにより、タイムラプス顕微鏡法は劇的に利用しやすくなり、現在では科学論文で前例のないほどの増加が見られます。^[5]

• 生細胞イメージング
  • 生きた単一細胞イメージング
• サイトメトリー
• タイムラプス撮影

• フロリダ州立大学による生細胞イメージング技術入門

• 1903年 – マーティン・ダンカン著『チーズ・マイト』
• 1909 – ジャン・コマンドンによる梅毒スピロヘタ・パリダ
• 1939年 – ウォーレン・ルイスによる組織培養における正常および異常な白血球
• 1943年 – カールツァイスAGのクルト・ミシェルが位相差タイムラプス顕微鏡を使用してバッタの精子細胞の初期細胞分裂段階を撮影