フローサイトメトリー（FCM）は、染色された細胞マーカーの蛍光強度を測定する細胞分析装置です。単一細胞の分析と分類に基づいて開発されたハイテク技術です。細胞のサイズ、内部構造、DNA、RNA、タンパク質、抗原などの物理的または化学的特性を迅速に測定・分類し、これらの分類結果を集約することで、より詳細な情報を得ることができます。
フローサイトメーターは主に次の 5 つの部分で構成されています。
1 フローチャンバーと流体システム
2 レーザー光源およびビーム成形システム
3 光学系
4 電子機器、ストレージ、ディスプレイ、分析システム
5 細胞選別システム
中でも、レーザー光源およびビームフォーミングシステムにおけるレーザー励起は、フローサイトメトリーにおける蛍光信号の主要な測定方法です。励起光の強度と露光時間は、蛍光信号の強度と相関関係にあります。レーザーは、単一波長で高強度かつ高安定性の照明を提供できるコヒーレント光源であり、これらの要件を満たす理想的な励起光源です。
レーザー光源とフローチャンバーの間には、2つのシリンドリカルレンズが配置されています。これらのレンズは、レーザー光源から放射された円形の断面を持つレーザー光を、より小さな断面（22 μm × 66 μm）の楕円形ビームに集光します。この楕円形ビーム内のレーザーエネルギーは正規分布に従って分布し、レーザー検出領域を通過する細胞に対して均一な照射強度を確保します。一方、光学系は複数のレンズ、ピンホール、フィルターのセットで構成されており、フローチャンバーの上流側と下流側の2つのグループに大別されます。
フローチャンバー前部の光学系は、レンズとピンホールで構成されています。レンズとピンホール（通常は2つのレンズと1つのピンホール）の主な機能は、レーザー光源から放射された円形の断面を持つレーザービームを、より小さな断面を持つ楕円形のビームに集束させることです。これにより、レーザーエネルギーは正規分布に従って分散され、レーザー検出領域全体にわたって細胞への照射強度が一定に保たれ、迷光による干渉が最小限に抑えられます。
フィルターには主に 3 つの種類があります。
1: ロングパス フィルター (LPF) - 特定の値よりも高い波長の光のみを通過させます。
2: ショートパス フィルター (SPF) - 特定の値以下の波長の光のみを通過させます。
3: バンドパス フィルター (BPF) - 特定の波長範囲の光のみを通過させます。
フィルターの組み合わせを変えることで、異なる波長の蛍光信号を個々の光電子増倍管（PMT）に導くことができます。例えば、PMT前段の緑色蛍光（FITC）検出用フィルターはLPF550とBPF525です。PMT前段の橙赤色蛍光（PE）検出用フィルターはLPF600とBPF575です。PMT前段の赤色蛍光（CY5）検出用フィルターはLPF650とBPF675です。
フローサイトメトリーは主に細胞選別に用いられます。コンピュータ技術の進歩、免疫学の発展、そしてモノクローナル抗体技術の発明により、生物学、医学、薬学などの分野における応用がますます広がっています。これらの応用には、細胞動態解析、細胞アポトーシス、細胞タイピング、腫瘍診断、薬剤効能分析などが含まれます。
投稿日時: 2023年9月21日
