発光プレートリーダー

発光プレートリーダーの基本情報

発光プレートリーダー（または発光マイクロプレートリーダー）とは、マイクロプレート内で起こる化学反応・生物化学反応・酵素反応によって放出される光子を検出し、定量するための機器です。発光検出は、吸光度のような絶対値測定ではありません。発光シグナルの強度は、（蛍光のように）別の日に行った測定値や、異なる機器による相対的な値になります。そのため、発光プレートリーダーでは、試料から発せられる発光シグナルの単位として相対発光量（RLU）が用いられます。

発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プリケーションで使用されています。

発光プレートリーダーとは？

発光プレートリーダーは、蛍光プレートリーダーと比較すると光学的に非常にシンプルな機器です。発光シグナルの特性上、吸光や蛍光の検出のように、励起光源や励起波長を選択する光学系は必要ありません。必要なのは、試料をセットする容器（プレート）、試料からのシグナルを検出器に送るための光学系、検出器（光電子増倍管）です。場合によっては発光波長を選択するための光学系が必要になります。

新しい発光リーダー（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

発光は、一般的に生物化学的または化学的な反応によって生成され、励起光を必要としません。そのため、吸光や蛍光と比較して、一般的に高い感度が得られます。励起に伴う試料とマイクロプレートからの光散乱や自家蛍光がないため、非特異的なバックグラウンドやノイズシグナルは蛍光強度と比較して極めて限定的です。

一方で、高感度の発光マイクロプレートリーダーは、より良い統計性、複製間のばらつきの少なさ、反応するサンプルと反応しないサンプル間のより大きなデルタ（距離）を持つデータを提供します。さらに、感度が高いほど、質の高い結果を得るために必要な試薬量やサンプル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

マイクロプレートにおける発光反応は、通常、酵素反応を開始させるために基質をウェルに添加することによって進行します。一度反応が始まり、一定量の基質が酵素によって代謝されると、新しい試薬とサンプルを使用しない限り反応は停止し、再び反応を起こすことはできません。したがって、測定しなければならないすべてのサンプルのシグナルをマイクロプレート上で一度に取得することが不可欠です。これは、アッセイのやり直しや試薬の消費といったリスクを回避することになります。

1枚のマイクロプレート上に広範囲のシグナル強度のサンプルがある場合、1回の測定ですべてのサンプルを1つの設定で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発光検出器を飽和させる可能性があり、逆に非常に暗いサンプルは、ブランクと区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発光マイクロプレートリーダーであれば、1回の測定で多様なサンプルを取得できます。また、正しい希釈倍率と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

発光プレートリーダーにおける波長選択機能（フィルターやモノクロメーター）は、基本的な発光アッセイを検出する場合には（吸光や蛍光検出のように）必須ではありません。しかし、複数のシグナルを利用するアプリケーションでは、発光波長を選択できることが有益です。波長選択は、フィルターやモノクロメーターを使用します。このオプションは、新しいアッセイ法の開発や複数の発光シグナルの検出に有効です。さらに、バックグラウンドノイズを低減することで、アッセイの最適化にも役立ちます。

一般的に、フィルターは感度が高く、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発光スキャンを行えます。

さらに、2つのチャンネルで二波長の発光を同時に検出する機能は、BRETおよびNanoBRET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、LUMIstar OmegaおよびPHERAstar FSXで利用可能です。

対応可能なプレート

基本的な発光測定は、一般的に96ウェルプレートで行われます。しかし、多検体を扱う場合や、試薬や時間を節約したい場合は、384ウェルや1536ウェルなどのフォーマットも使用可能です。ただし、使用予定のマイクロプレートフォーマットに、選択した発光プレートリーダーが対応していることを確認してください。また、吸光・蛍光・発光の検出には、それぞれ異なるタイプのプレートが必要です。高密度マイクロプレートを使用する場合には、光のクロストークも考慮する必要があります。

クロストーク

光クロストークは、あるウェルの測定中にマイクロプレート上の隣接するウェルからのシグナルが検出器に拾われることで発生します。これにより、測定結果が不正確なデータとなります。クロストークは特に高密度プレート（384ウェル以上）を使用する場合に発生します。クロストーク光にはウェル上部から入り込むものとマイクロプレートのプラスチック壁を透過して入り込む2つの種類があります。

CLARIOstar Plus・VANTAstar・PHERAstar FSXなどのハイエンドの発光プレートリーダーは、隣接ウェルからの光を物理的にブロックすることができます。また、特定のアルゴリズムによりプラスチック壁を透過した光の量を計算し、実測値を補正することが可能です。

フラッシュ＆グロー測定

発光プレートリーダーを選ぶ際には、実行したいアッセイの性質を考慮する必要があります。発光アッセイはそのカイネティックによって、フラッシュ反応とグロー反応に分類されます。フラッシュ発光は、短時間（通常は数秒間）に非常に明るいシグナルを発する反応です。一方、グロー発光は長寿命で、数分間発光状態が続きますが、シグナルはフラッシュ発光ほど強くありません。

グロー発光はどの発光プレートリーダーでも検出できますが、フラッシュ発光には試薬インジェクターが必須です。マイクロプレートのウェルに試薬を手動で分注する方法では、短寿命のシグナルは検出される前に消失してしまい、反応のピークを見失う危険性があります。試薬注入機能を搭載した発光プレートリーダーでは、自動的に試薬を分注するため、1つのウェルでシグナルの挙動を測定し、次のウェルに移動、試薬注入、測定を実行することができます。

試薬インジェクターは、デュアルルシフェラーゼレポーター（DLR）アッセイにも有効です。このアッセイでは、1つのサンプルから2つのルシフェラーゼの活性をプレートリーダーで順次測定し、目的の遺伝子とトランスフェクションコントロールの転写を測定できます。試薬インジェクター付きの発光プレートリーダーを使用すれば、どちらのアッセイも約4秒で測定できます。

BMG LABTECH社製発光プレートリーダー

発光測定は発光プレートリーダーのLUMIstar^® OmegaおよびマルチモードリーダーのPHERAstar^® FSX・ CLARIOstar^® Plus・VANTAstar^TM・FLUOstar^® Omegaで行えます。

当社の発光プレートリーダーは全て、デュアルルシフェラーゼレポーターアッセイの認証を受けており、発光に最適化された低ノイズPMT（光電子増倍管）と高精度な試薬インジェクターを装備することが可能です。

PHERAstar FSX

HTS用高感度プレートリーダー

CLARIOstar Plus

アッセイ開発用の最も柔軟なプレートリーダー

VANTAstar

簡略化されたワークフローを実現する柔軟性の高いマイクロプレートリーダー

Omega Series

アップグレード可能なシングル＆マルチモード・マイクロプレートリーダー

発光プレートリーダーで測定できるアッセイは？

発光プレートリーダーは、シングルモード、マルチモード（吸光度・蛍光など）ともに、酵素反応、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子（DLR）、ルミネセンスカルシウムフラックス、化学発光ELISAなど、幅広いアッセイに対応可能です。

発光プレートリーダーは、細胞生存率、細胞毒性、アポトーシスアッセイ、シグナル伝達、代謝の分析にも有用です。細胞内のマイコプラズマ汚染も発光の手法で測定できます。

プロキシミティやタンパク質間相互作用もBRETやnanoBRETによって測定することができます。

BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) は、生物発光をするドナーと蛍光を発するアクセプターの間の共鳴エネルギー移動に基づくデュアルレポーター発光検出アッセイです。ドナーは生物発光により光子を放出するため、アクセプターの蛍光の励起光は不要です。

発光測定のアプリケーション例：

BMG LABTECH社製発光プレートリーダーによる発光測定のアプリケーション例は、以下の通りです：

発光測定のアプリケーションノートの一覧を見る

BMG LABTECH社の発光マイクロプレートリーダーを選ぶ理由は？

Fig. 1: SelectScience Reviews 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。

必要なものから購入できる
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。

発光プレートリーダー