中古 アトー ATTO 発光イメージング装置 AE-9300

発光イメージング装置の基本概念

バイオテクノロジーやライフサイエンス領域において、細胞や組織、生体内の微小な現象を非破壊かつリアルタイムに観察する手法として、発光イメージング装置は不可欠な存在となっています。この装置は、生物発光（バイオリミネッセンス）や化学発光（ケミルミネッセンス）といった化学反応に伴って生じる微弱な光を捉え、高感度な画像として視覚化・定量化するシステムです。

発光イメージング装置の仕組み

発光イメージングの基本的な仕組みは、発光酵素（ルシフェラーゼなど）とその基質（ルシフェリンなど）による酵素反応に基づいています。研究対象となる特定の遺伝子や細胞に発光酵素の遺伝子を組み込んでおき、そこに基質を投与することで化学反応を発生させ、発光を誘導します。

装置の内部構造としては、微弱な発光信号を逃さず捉えるための高度な光学技術と検出器が組み合わされています。検出部には、熱によるノイズを極限まで抑えるためにマイナス数百度レベルまで冷却された高感度CCDカメラや超高感度CMOSカメラが採用されています。

また、外部からの光を完全に遮断するための完全暗箱（暗室構造）を備えており、生体内部の深部から発せられる極めて微小な光信号まで正確に検出します。生体（小動物）をそのまま観察する小型動物用イメージング装置では、麻酔管理システムや体温維持プレートが装備され、動物の生理状態を一定に保ちながら撮影を行う仕組みになっています。三次元的な位置情報や深度情報を取得するために、断層撮影（トモグラフィー）技術を応用したシステムも広く普及しています。

発光イメージング装置の主な特徴

最大のนำ特徴は、極めて高い検出感度と優れて低い背景ノイズ（バックグラウンド）にあります。蛍光イメージングとは異なり外部から励起光を照射する必要がないため、サンプル自身が発する自家蛍光の影響を受けず、シグナルとノイズの比率（S/N比）が非常に高い鮮明な画像が得られます。

第二の特徴は、非侵襲的かつ経時的な追跡（タイムラプス観察）が可能である点です。マウスなどの実験動物を生かしたまま、生体内の現象を数日～数ヶ月にわたって連続的に観察できます。これにより、同一個体でのデータ変化を追うことが可能となり、個体差による実験誤差を減らせるだけでなく、実験動物の受けるストレス緩和や使用頭数の削減にも寄与します。

第三の特徴として、高い定量性が挙げられます。捉えた光の強度（光子数：フォトン数）は発光酵素の量や細胞数と直接比例するため、画像から目的とする細胞の増加量や遺伝子の発現量を数値として高精度に算出できます。

主な用途と活用分野

発光イメージング装置は、基礎医学から創薬プロセスまで幅広い分野で活用されています。

がん研究においては、腫瘍細胞の増殖過程や、血管を通じた他臓器への微小転移の早期検出に威力を発揮します。抗がん剤の投与による腫瘍の縮小効果を生きたまま定量的に評価する際にも標準的に使用されます。

創薬研究および薬効評価では、開発段階にある候補化合物の体内動態解析や、標的部位への到達度の確認に利用されます。

感染症研究では、細菌やウイルスに発光遺伝子を組み込むことで、生体内における病原体の感染経路、増殖挙動、およびワクチンや抗菌薬による病原体の排除プロセスを詳細に解析できます。

さらに再生医療や免疫学の分野では、移植した幹細胞やCAR-T細胞などの免疫細胞が生体内でどのように生着し、移動・増殖するかを長期間モニタリングする用途で重要な役割を果たしています。特定遺伝子のON/OFFを調べるレポータージーンアッセイの検出装置としても幅広く利用されています。