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顕微鏡を知る

顕微鏡に関する用語集

励起・吸収 励起は、原子や分子にエネルギーを与えることで、エネルギーの低い状態から高い状態へ移行させること。蛍光体に紫外線などを当てることで「励起」状態を引き起こす。蛍光体が励起光を「吸収」した後、エネルギーの低い基底状態に戻る際、蛍光もしくは燐光を発する。
褪色 光褪色。蛍光タンパク質に光を照射し続けると、蛍光強度が不可逆的に減衰する現象。蛍光褪色を利用して細胞の内部を観察する手法として、FLIP(fluorescence loss in photobleaching)およびFRAP(fluorescence recovery after photobleaching)がある。
N.A./開口数 numerical aperture(N.A.)。顕微鏡の対物レンズの分解能を計る指標。対物レンズが光を集められる範囲を数値で表したもの。数値が大きいほど分解能が高く、得られる像が明るくなるため、試料をより細部まで観察できる。通常、対物レンズの鏡筒に記載されている。
収差 顕微鏡の光学系における像のぼけやゆがみのこと。結像のずれによって生じる。単色収差と色収差の2種類に分けられる。前者には球面収差やコマ収差、非点収差、像面収差、歪曲収差の5つがあり、後者には軸上色収差および倍率色収差の2つがある。
免疫染色 immunostaining。本来は目に見えない抗原抗体反応を可視化するための手法。「免染」と呼ぶことも。組織や細胞の中にある抗原性物質の局在を明らかにする。抗体には蛍光色素やフェリチン、酵素などが挙げられる。オートラジオグラフィー法や酵素抗体法、蛍光抗体法などの方法がある。
iPS細胞 induced pluripotent stem cellsの略。人工多能性幹細胞。分化を終えて成熟した体細胞に、多能性誘導因子を導入して培養することでできる幹細胞。万能細胞としてあらゆる組織の細胞に分化誘導することが理論上可能である。新薬の開発や遺伝子治療、組織の再生医療などで実用化が進みつつある 。
ES細胞 embryonic stem cells。胚性幹細胞。受精後一週間程度経過すると受精卵は胚盤胞という状態になり、この胚盤胞から取り出した内細胞塊を培養して得られる。受精卵と同様にあらゆる細胞に分化する能力(多能性)を有する。また、高い増殖能力を持つ。再生医療への可能性が注目されている一方、生命の萌芽である胚を用いることから、倫理的な問題を生じている。
Hela細胞 ヒーラ(ヘラ)細胞。人体に由来する細胞株の中で最も古いもの。1951年に米国にて子宮頸がんの患者から分離され、培養されているがん細胞。世界中の研究室で研究に用いられている。これまでにさまざまなウイルスの分離や増殖に利用された。
局在 限られた場所や片寄った場所に存在すること。たとえば、タンパク質などの生体機能分子が細胞内のどこに「局在」しているかを明らかにする場合、共焦点レーザー顕微鏡を用いて視覚化することができる。
FISH法 fluorescence in situ hybridizationの略。蛍光in situハイブリダイゼーション。染色体解析の一種。核酸プローブを用いて染色体上の遺伝子とハイブリダイゼーションすることで、染色体において遺伝子の位置を特定するのに用いる。免疫染色のオートラジオグラフィー法よりも、安全かつ簡易、短時間で解析できる。
FRET fluorescence resonance energy transferの略。蛍光共鳴エネルギー移動。蛍光分子同士が近くにある場合、一方(ドナー)から一方(アクセプター)へと励起エネルギーが移る現象。この際、後者から蛍光が放射される。蛋白質間の相互作用の検出などに用いられる。
アポトーシス apoptosis。プログラム細胞死の一種。組織の形成時や異常を持った細胞あるいは不要な細胞を除去する際に起こる。外傷とは異なり、細胞内液がもれだす前に貪食細胞または隣接細胞に取り込まれるため、炎症反応の起きない細胞死である。特徴的な核の断片化や細胞膜脂質構成の変化などがみられ、これらを検出することで比較的感度よく観察できる。検出にはTUNEL(TdT-mediated dUTP nick end labeling)法、標識アネキシンVを用いたFACS解析などを用いる。
オートファジー autophagy。自食作用、自家融解、自己貪食。細胞が自らのタンパク質などを分解する機能のこと。本来、栄養飢餓の際、タンパク質やミトコンドリアなどの細胞質成分がリソソームに運ばれて、分解される現象を指す。近年、細胞の発生や分化といった生理機能や、がんや感染症などの疾病の発症抑止に関わっていることが明らかになっている。
in vivo イン・ビボ 。ラテン語で「生体内で」の意。マウスやウサギなど生きた動物を用いて実験を行うこと。動物に被験物質を投与する非臨床試験を指すことが多い。試験管内での実験を示す in vitroと対照的に用いられる。ただし、有機化学や生化学の分野では試験管内で行う実験であっても、生きた細胞を使用していれば、in vivoの実験を指すことがある。
in vitro イン・ビトロ。ラテン語で「ガラスの中で」の意。試験管やシャーレの中にて行う実験のこと。主に培養細胞を用いて、試験管内で体内環境を人工的に作り出して行う実験を示すことが多い。おおまかには生体から取り出した組織や細胞を用いた実験をin vitroとするが、分子生物学などでは培養細胞を用いた実験をin vitroと呼ぶことがあり、学問領域によってin vitro、in vivoの使い分けは異なる。有機化学や生化学では細胞を用いない試験管内での実験を指すこともある。
幹細胞 stem cell。自己複製能と分化能を有して、生体の各組織を形成する分化細胞のもととなる細胞。大きくは、体性幹細胞(組織幹細胞)と多能性幹細胞の二つに分類することができる。前者は血液や神経など作り出す組織が決まっている幹細胞であり、後者は体内のどの細胞でも作り出すことのできる幹細胞である。胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)は後者に分類される。
細胞核。真核生物の細胞の中にある、二重の核膜で包まれた球状の物質。DNAとタンパク質を中心に構成され、遺伝子情報の保存と伝達の役割を担う。核膜には多数の穴(核膜孔)が開いていて、核と細胞質との間でmRNAなどの物質の輸送を行っている。
ミトコンドリア 電子伝達系(呼吸鎖)における酸化的リン酸化反応によりATPを産生する直径0.5~1µmの細胞小器官。柔らかく形を変えて融合することもでき、エネルギーの必要な細胞周辺に多く見られる。輸送タンパクを多数持つ外膜と、特殊な脂質であるカルジオピリンを高含有する内膜(クリステ)からなり、膜の透過性亢進や脱分極に伴って放出されるシトクロムCは細胞の内部アポトーシスを引き起こす。膜電位や酸化還元反応の生じる場であり、ローダミン系、Mito Tracker Greenなど染色方法が多い。
ライブイメージング live imaging。生体の組織や細胞を生かした状態で、それらの働きを観察する手法。細胞内にGFP(緑色蛍光タンパク質)を導入して可視化することで、蛍光顕微鏡で細胞の動きを見ることができる。特に生細胞を用いたものはライブセルイメージングとも言う。
作動距離 顕微鏡において、ピントを合わせた際の、対物レンズの先端から試料までの距離。レンズの開口数が大きいほど、作動距離は短くなる。ワーキング・ディスタンス(W.D.)。
同焦点距離 parfocalizing distance of the objective(PFD)。顕微鏡において、ピントが合った状態での胴付(対物レンズのレボルバ取り付け面)から試料面までの距離のこと。45mm、60mm、75mmなどがある。
焦点深度 顕微鏡において、ピントが合っている位置から、対物レンズや試料を動かしてもピントが合っているように見える範囲。開口数が大きいほど焦点深度は浅くなる
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