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極微弱光測定システム



 浜松ホトニクス社製のPhoton Counter C1230に水冷とペルチェ素子による冷却によって低雑音化した高感度の光電子増倍管を接続してサンプルからの極微弱発光を検出するシステムです。C1230には正面に表示されるフォトンカウント値を背面から独自のパラレルインターフェースで出力する機能があるため、それをカウント毎にバイナリ値に変換しつつUSBを介してWindows10パソコンに入力可能なインターフェースを独自に開発しました。更に、インターフェースから得られる値を収集・解析するソフトウェア(Photon Data Manager)を弊社で独自開発しました。

 上図のサンプル設置部は、培養細胞からの化学発光を直接測定できるように、光電子増倍管の冷却装置上に配置したサンプル加温ブロック内に9mmΦのペトリ皿をセット可能なサンプルセル(弊社開発)が示されていますが、弊社はユーザー様の測定対象に応じた最適なサンプルセル部をフレキシブルに独自開発できるようにノウハウを無償で伝授いたします。

極微弱光測定システム応用例

 上図システムの最大の特徴は培養細胞からの発光を培養容器そのものを用いて測定できることです。この利点を生かし、生きた細胞から何らかの刺激応答として放出される微量物質を検出する系を構築することができます。

 上図の様に細胞から放出される微量物質は通常そのままでは光を発しないので、その物質と反応して光を発生する物質(発光プローブ)を事前に投入しておきます。すると、細胞から刺激応答で発生した物質を化学発光として検出できます。

 右図は本システムを用いて測定した、ヒト好中球(白血球の一種)からのスーパーオキサイド測定例です(37℃)。ヒトの血液から分離した好中球をグルコース、化学発光プローブであるMCLA(右上図)を含む透明培養液中に浮遊させて、無刺激時のバックグラウンドの化学発光レベルを測定します。そして刺激剤であるPMA(phorbol 12-myristate 13-acetate)を添加すると、それに応じて大きな化学発光が観測されます(右図)。右図の縦軸は1秒当たりのフォトンカウントで、横軸は時間(秒)です。

 好中球は各種の刺激により活性酸素の一種であるスーパーオキサイドを発生することが知られており、この実験では発生したスーパーオキサイドがMCLAと反応して発生した化学発光をモニタリングしています。

 この例は細胞からの発生量としては比較的多めの刺激応答を観測していますが、このシステムは応答物質に反応する化学発光プローブさえ存在すればあらゆる細胞に応用可能です。因みに、RAW264.7(マクロファージ由来)、PC12(神経細胞由来)などの各種セルラインが理化学研究所などから手に入れることができますので、このような比較的容易な系からトライしてみては如何でしょうか。