蛍光マイクロプレートリーダーの基本情報
蛍光マイクロプレートリーダーとは?
蛍光プレートリーダー(または蛍光マイクロプレートリーダー)は、マイクロプレート内の蛍光性試料を特定の波長の光で励起し、そこから放出される光子を検出・定量する機器です。
蛍光プレートリーダーは通常、蛍光強度および FRETの検出を目的としています。蛍光偏光、時間分解蛍光、TR-FRET などの他の蛍光ベースの測定モードは、シングルモードの蛍光マイクロプレートリーダーでは対応できない場合が多く、感度が十分でないことがあります。これらの検出モードをカバーするには、吸光度や発光測定にも対応したマルチモードマイクロプレートリーダーが必要となります。
蛍光マイクロプレートリーダーは、通常、光源、励起波長選択用の光学系(フィルターおよび/またはモノクロメーター)、蛍光波長選択用の第2の光学系、そして検出器(通常は1つまたは複数の光電子増倍管(PMTs))で構成されています。検出器は、蛍光や発光によって発生した光子を電気に変換し、マイクロプレートリーダーによって定量化されます。このプロセスの出力は数値データとして得られます。
吸光度測定とは対照的に、蛍光検出は絶対値測定ではありません。蛍光シグナルの強度は、別の日に行った測定値や異なる機器による相対的な値として検出されます。そのため、蛍光プレートリーダーでは、試料から発せられる蛍光シグナルの単位として相対蛍光単位(RFU)が用いられます。
蛍光プレートリーダーは、単独の専用リーダーとしてまたはマルチモードマイクロプレートリーダーの一部として、吸光度測定や発光測定と組み合わせて使用することも可能です。
蛍光プレートリーダーは、学術生命科学研究、創薬・スクリーニング、臨床検査、合成生物学、食品・水質モニタリングなど、さまざまな分野のアッセイやアプリケーションで活用されています。
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新しい蛍光リーダー(シングル・マルチ)を検討している場合、精度に大きく影響するいくつかの重要なポイントを押さえておく必要があります。
感度
定量分析においては、一般的に蛍光プレートリーダーの方が吸光リーダーよりも高い感度を示します。しかし、高感度な蛍光マイクロプレートリーダーを使用することで、より良い統計値、複製間のばらつきの低減、反応サンプルと非反応サンプル間のデルタ(距離)の拡大が可能になります。さらに、感度が高いほど、高品質な結果を得るために使用する試薬やサンプルの量を減らすことができ、結果的にアッセイのコスト削減にも繋がります。
ダイナミックレンジ
蛍光強度検出ではサンプルの濃度範囲が広範囲にわたります。蛍光プレートリーダーで測定するシグナルは、薄暗いものから非常に明るいものまで多岐に及ぶ可能性があります。さらに、酵素や細胞を用いたカイネティックアッセイのサンプルでは、時間の経過とともに最大シグナルが増加するため、そのシグナル強度を予測することが困難な場合が多くあります。
このような場合、1回の測定条件ですべてのシグナルを取得することが難しい場合があります。非常に明るいサンプルはマイクロプレートリーダーの蛍光検出器を飽和させる可能性があり、非常に暗いサンプルはブランクと区別できない場合があります。
広いダイナミックレンジを備えた蛍光プレートリーダーであれば、1回の測定で非常に多様なサンプルデータを取得できます。また、正しい希釈倍率と蛍光ゲインの比率を探すために試行錯誤を繰り返す手間や試薬の無駄を防ぐことができます。PHERAstar FSX、CLARIOstar Plus、VANTAstarに搭載されたEnhanced Dynamic Range機能は、市場最大のダイナミックレンジ(10の8乗桁)を実現し、非常に明るいシグナルと暗いシグナルを調整なしに同一測定中に自動で測定することを可能にします。
波長選択
蛍光マイクロプレートリーダーにおける波長選択機能は、励起および発光の両方において必須です。適切な波長を使用することにより、サンプルやマイクロプレートからの光散乱や自家蛍光による非特異的なバックグラウンドやノイズを低減することができます。
波長選択のために、フィルターやモノクロメーターを使用することができます。一般的に、フィルターの方が感度が高く、モノクロメーターは柔軟性に優れています。しかし、CLARIOstar PlusおよびVANTAstarに搭載されているLVF(Linear Variable Filter)モノクロメーターはその例外です。LVFモノクロメーターはフィルターのような性能を持ち、CLARIOstar Plusはモノクロメーターベースのマイクロプレートリーダーとして市場で最も高い感度のものとなっています。LVFモノクロメーターは蛍光測定や発光測定に使用でき、さらにモノクロメーターは励起または発光スキャンを行えます。
また、2つのチャンネルで二波長の蛍光を同時に検出する機能は、FRETアッセイに非常に有効です。この機能により、測定時間を半減させ、データのばらつきを低減できます。同時デュアルエミッション(SDE)検出は、PHERAstar FSXでは標準搭載されており、LUMIstar OmegaおよびFLUOstar Omegaではオプションとして選択が可能です。
対応可能なプレート
基本的には96ウェルプレートでの測定が一般的ですが、1サンプルを複数ウェル用意する場合や、貴重な試薬や時間を節約したい場合には、384ウェルや1536ウェルのフォーマットも使用可能です。ただし、使用するマルチモードマイクロプレートリーダーが、使用予定のプレートフォーマットを読み取ることができるかを確認してください。また、吸光度・蛍光・発光の検出にはそれぞれ異なるタイプ(色)のマイクロプレートが必要です。
試薬インジェクター
蛍光プレートリーダーを選定する際は、実施したいアッセイの性質を考慮する必要があります。酵素カイネティックアッセイやリアルタイムセルベース反応では、試薬インジェクターの使用が有効です。試薬を手動でウェルに分注すると、重要な反応データを取り逃す危険性があります。特にフラッシュ反応では、探している事象が測定前に消失してしまう可能性があります。試薬インジェクターを搭載した当社の蛍光プレートリーダーでは、ウェルへの試薬注入とシグナル検出を同時に行い、次のウェルに移動することができます。
環境制御
長時間の生細胞を必要とする研究において、蛍光マイクロプレートリーダーとインキュベーターの間でマイクロプレートを行き来させたくない場合は、選択したリーダーが内部のガス環境を制御できるかを確認する必要があります。
Omegaシリーズ・VANTAstar・CLARIOstar Plusには、当社のAtmospheric Control Unit(ACU)を搭載することが可能です。ACUは、生細胞を扱うアプリケーションに最適な環境を提供します。マイクロプレートリーダーのチャンバー内においてO2およびCO2ガスレベルを独立して制御します。さらに、シェイキング機能および温度インキュベーションと組み合わせることで、ACUは標準的な細胞増殖から低酸素アッセイまで、あらゆるセルベースアッセイに対応する真の「ウォークアウェイ」ソリューションを実現します。
データ処理用ソフトウェア
一般的に、マイクロプレートリーダーを実行するソフトウェアは過小評価されがちです。ソフトウェアはリーダーの制御と生データの出力のみを行うものもあれば、非常に複雑なデータ解析を実行できるソフトウェアもあります。
包括的で使いやすく、柔軟性の高いソフトウェアは有益です。検出やデータ解析を簡素化することで、装置を最大限に活用できるようになります。
蛍光アッセイに最も有用な計算方法として、ブランクの自動補正、標準曲線に基づく濃度の自動計算、KmやVmaxなどの酵素定数などがあります。
BMG LABTECH社のソフトウェアパッケージには、代表的なアッセイに対応したクイックランアイコンやデータ処理のテンプレートがあらかじめ登録されています。これらの専用ソリューションにより、クリック1つでデータ取得から解析までを行うことができ、研究者は迅速かつ容易に実験を進められます。
CLARIOstar Plus
VANTAstar
Omega Series
信頼され、支持されています:
蛍光プレートリーダーで測定できるアッセイは?
蛍光測定は、ライフサイエンス分野において最も一般的な検出モードの1つです。そのため、蛍光マイクロプレートリーダーには、シングルモード・マルチモードともに、さまざまなアッセイに対応できる数多くのキットや試薬が販売されています。
蛍光強度測定の一般的な用途は、DNA/RNA定量、カルシウムアッセイ(フラックスおよびシグナル)、酵素活性、遺伝子発現、GPCRのセカンドメッセンジャーシグナル、タンパク質-核酸相互作用、トリプトファン定量、分子間相互作用、廃水分析用バイオセンサーなどがあります。
細胞ベースのアプリケーションには、アポトーシスアッセイ、細胞増殖、トランスフェクション効率、細胞毒性などが含まれます。
タンパク質の相互作用は、蛍光共鳴エネルギー移動法(Fluorescence Resonance Energy Transfer: FRET)によって検出できます。FRETは、ドナーとアクセプター間のエネルギー移動に基づく2色素蛍光検出アッセイです。両者が近接している場合(10-100Å)、ドナーの蛍光色素の励起によりアクセプターの蛍光色素へエネルギーが伝達され、アクセプターは直接励起されることなく発光します。
蛍光強度/FRET測定例:
BMG LABTECH社製 蛍光プレートリーダーで測定した蛍光強度およびFRETの例は以下の通りです:
- AN 301: Simultaneous detection of GPCR second messengers in living cells
- AN 293: Moss cells as expression system for biopharmaceuticals
- AN 253: Real-time calcium flux measurements in iPSC derived 3D heart tissue
蛍光測定のアプリケーションノートの一覧を見る
BMG LABTECH社の 蛍光マイクロプレートリーダーを選ぶ理由は?
BMG LABTECH社はマイクロプレートリーダーの製造に特化し、30年以上にわたるマイクロプレートリーダー技術に関する専門知識を有しています。この知識は、当社の機器が提供する実験結果に反映されており、機種選定における重要な要素となります。BMG LABTECHリーダーのユーザーは、感度・スピード・柔軟性において最高の結果が得られると信頼しています。さらに、当社のプレートリーダーは、長年にわたって最適なパフォーマンスを提供できるよう開発されています。当社の機器はドイツで開発・製造・テストされており、非常に堅牢で信頼性の高い設計となっています。
必要なものだけを購入できる
各測定モードはモジュール化されているため、当社のマイクロプレートリーダーはすべて、異なる検出モードをオプション選択することができ、多様なアプリケーションに対応します。また、いつでも機能のアップグレードが可能です。つまり、最初に使用しないであろうオプションを選択する必要はなく、必要になったタイミングで追加することができます。
万全のサービスとサポート
私たちは、お客様に最高のサービスを提供できるよう努めています。すべての販売エリアの担当者は、高度な訓練を受けた技術スペシャリストであり、ハードウェア、ソフトウェア、そして多くのアプリケーションに関する質問にも対応できます。また、複雑なアプリケーションソリューションについては、ドイツ本社のアプリケーションスペシャリストのチームがサポートします。
マルチユーザーソフトウェアパッケージ
すべての機器にはマルチユーザーソフトウェアパッケージが付属しており、ライセンスを購入することなく、リーダーを使用するユーザーが必要とする台数のコンピュータにインストールできます。マイクロプレートリーダーのソフトウェアアップデートは、購入後12ヶ月間は無料です。