濁度計の基本情報
濁度計は、試料の濁度や濁りを測定するための装置です。濁りは通常、液体または気体中に浮遊する不溶性粒子の存在によって引き起こされます。濁度計は、濁りによる光の減衰(吸光度)ではなく、光の散乱(試料中の粒子で反射した光)を測定するために使用されます。
濁度マイクロプレートリーダーは、マイクロプレートのウェル内にある液体溶液中の不溶性粒子を測定します。ウェル内の溶液には、マイクロプレートの底平面に対して垂直に光線が照射されます。溶液中に浮遊している粒子はこの光線を散乱させます。濁度計では、散乱光は光源の片側90度の位置に設置された検出器で収集されます。装置の出力は散乱の強さです。
粒子密度は光散乱の関数として計算されます。粒子の密度が一定である場合、散乱は粒子のサイズ・色・形状などの特定の特性にある程度比例します。
濁度マイクロプレートリーダーは、創薬・スクリーニング、学術生命科学研究、水質監視など、様々な分野において主に濁度や微粒子の存在をモニタリングするために使用されています。水質検査では、散乱式測定器はタービディメーターとも呼ばれます。
濁度計の市場には、様々な散乱や濁りのアプリケーションに対応した多種多様な機器があります。機器間の主な違いは、光源と検出器の配置の位置や角度の違いにあります。
濁度計の一部には、濁度プレートリーダーとは関連のないものとして、エアロゾル散乱の測定(例:大気中のダスト汚染)や気相濁度による惑星大気の研究もあります。
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濁度計とは?
濁度計は、光源、光線に対して直角に配置された検出器、そしてその間に配置された光散乱コレクターから構成される機器です。濁度計は散乱のみを検出する専用装置であり、単体のプレートリーダーとしてのみ使用可能です。
BMG LABTECH社のNEPHELOstar Plusでは、高エネルギー光源としてレーザーダイオード(635 nm)を使用します。レーザービームはサンプルウェルを通過します。光を散乱させる粒子が存在しない場合、光はまっすぐ通過し、シグナルは発生しません。一方、試料中に粒子が存在する場合、光はホワイトボールと呼ばれる散乱光集光器に分散されます。ここで光は球の内部で反射・増幅し、最終的に濁度計のフォトダイオードで検出されます。
液体溶液では、散乱粒子の濃度と散乱光強度の関係は、広い濃度範囲にわたって直線的です。そのため濁度計は光散乱検出による粒子濃度の測定に使用することができます。試料の濃度は、その粒子によって生じる散乱の強度に起因します。この値は、粒子の性質(サイズ・色・形状・反射率)に比例します。
環境状態モニタリング用に校正された濁度計で測定される濁度の単位は、ネフェロメトリック濁度単位(NTU)です。しかし、校正された濁度計による濁度データの測定は、多量の試料を使用する上に多段階のプロセスを必要とするため時間がかかります。
アプリケーションノート「Improving throughput for assessing nephelometric turbidity units (NTUs) using the NEPHELOstar Plus」では、当社の濁度計が、NTUデータの収集において高いスループットかつ簡便で少量のアプローチを提供できることを解説しています。(単位:RNU)
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濁度プレートリーダーを選ぶ際のポイントは?
濁度計や散乱計を検討中なら、精度に著しく影響するいくつかのポイントを考慮する必要があります。
ネフェロメトリーかタービディメトリーか
散乱は、ネフェロメトリーとタービディメトリーの両方で測定することができます。この2つの用語は同義語として使われることもありますが厳密には異なります。タービディメトリーは基本的に吸光度測定であり、吸光度マイクロプレートリーダー(濁度計)で行うことができます。一方、ネフェロメトリー(直接散乱法)の測定には、専用のネフェロメーターが必要です。
散乱法の開発において、濁度計か吸光度による濁度測定かの選択は2つの要素で決まります。最も重要なポイントは感度です。サンプルに含まれる散乱粒子の濃度が低い場合は、濁度計が最適な選択となります。一方、サンプルに高濃度の散乱粒子が含まれている場合には、吸光度による濁度測定が適しています。NEPHELOstar Plusでは、軽く散乱した不溶性粒子を最大80度の入射角で検出します。試料を通過する直接光の減少を測定する従来の吸光光度計と比較して約30倍の感度を有しています。
次に考慮すべき点は、散乱粒子の大きさです。濁度計は90度方向で増幅された散乱光を測定するため、一般的に小さな粒子(<1 µm)の散乱測定に適しています。透過光の減少を測定する吸光度での濁度測定では、粒子径はそれほど重要ではありません。
柔軟性
濁度計は単機能の機器ですが、柔軟性を考慮する必要があります。これは主に光源に関係しており、散乱測定する際において大きな役割を果たすからです。NEPHELOstar Plusの特徴は、レーザー光源の強度とビーム径を調整できることです。
濁度計では、レーザー光の強度を調整することで感度が向上し、より高い性能を発揮できます。ビーム幅を狭くすることで強いメニスカスなどの影響を低減することが可能です。さらに、384ウェルまでの高密度マイクロプレートにおいても、より良いパフォーマンスを発揮します。
アッセイによっては、精密な温度制御、マルチモードシェイキング機能、ガスコントロールやガス抜き機構などが有効に働く場合があります。
対応するプレートフォーマット
一般的に、ネフェロメトリーアッセイは96ウェルマイクロプレートで測定されます。ただし、1サンプルを複数ウェル使用する場合や、試薬や時間を節約したい場合には、384ウェルプレートも使用できます。ウェル底面のゴミや汚れ、傷などによっても散乱が生じるため、ネフェロメトリーに使用するマイクロプレートには細心の注意が必要です。
試薬インジェクター
アッセイによっては、試薬インジェクターがあると非常に有効です。試薬を手動でウェルに分注すると、反応に関する重要なデータを取り逃す危険性があります。特にフラッシュアッセイでは、濁度測定を実行する前に目的とする反応がすでに消失してしまう可能性があります。
信頼され、支持されています:
濁度プレートリーダーで可能なアプリケーション例は?
ライフサイエンス分野では、医薬品の溶解度試験や自動スクリーニングに使用されています。生化学分野では、タンパク質間相互作用、タンパク質凝集、重合度研究などに用いられています。免疫学分野では、新しい抗体の開発や抗原との結合能の解析においてネフェロメトリー検出器が広く活用されています。
NEPHELOstar Plusの柔軟性と性能により、さらに多様なアプリケーションをマイクロプレートベースの濁度測定に適用することが可能です。具体的には、凝集アッセイやバクテリアおよび真菌の成長速度論などが挙げられます。
薬物溶解度スクリーニングの自動化
水溶性化合物の溶解度の測定は、創薬プロセスの初期段階において不可欠です。これは、溶解度の低い化合物を時間とコストのかかるADMEスクリーニングを回避することを目的としており、濁度リーダーを使用してハイスループットで実行できます。散乱法は、HPLCを用いた手法と同等の結果が得られることが示されており、着色溶液の影響をほとんど受けないことが確認されています。
微生物増殖のカイネティクス
散乱の変化を連続的にモニタリングすることで、抗菌薬とその微生物成長速度論への影響を試験できます。成長曲線のさまざまなパラメーターの中で、誘導期は抗菌薬の存在に強く影響を受けます。従来の吸光度計の代わりにNEPHELOstar Plusを使用することで、成長曲線のこの初期段階をより正確にモニタリングできます。
タンパク質の定量化
臨床化学分野では、免疫グロブリン(IgA、IgG、lgM)、補体成分(C3、C4)、急性期反応蛋白(CRP、トランスフェリン)、アルブミン、α-1アンチトリプシンなどの濃度測定にイムノネフェロメーターが用いられています。球状タンパク質の沈殿とは、塩や有機溶媒などを加えることによるタンパク質の凝集体の形成です。これに対し、免疫沈降法は、抗体と抗原の反応により選択的にタンパク質を沈殿させることができます。
重合反応のモニタリング
有機化学では、ネフェロメトリーは、重合反応のモニタリングなど、高分子の定量化に利用されています。
BMG LABTECH社の濁度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。