Biophysics · 10.12
蛍光顕微鏡
Fluorescence microscopy
🧠 蛍光顕微鏡fluorescence microscope蛍光顕微鏡(fluorescence microscope)fluorescence microscope(蛍光顕微鏡)は、特定分子だけに蛍光標識fluorescent label蛍光標識(fluorescent label)fluorescent label(蛍光標識)を結合し、励起光excitation light励起光(excitation light)excitation light(励起光)と発光を波長で分けることで、明るい背景中の形ではなく分子局在を可視化する。
落射蛍光の光路
flowchart TD
A["光源"] --> B["励起<span class='jp-term jp-term-diagram' title='barrier'>フィルター</span>"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dichroic mirror'>ダイクロイックミラー</span>で反射"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='objective lens'>対物レンズ</span>から試料を励起"]
D --> E["長波長の蛍光を同じ対物で回収"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dichroic mirror'>ダイクロイックミラー</span>を透過"]
F --> G["発光<span class='jp-term jp-term-diagram' title='barrier'>フィルター</span>"]
G --> H["眼・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='camera'>カメラ</span>で像を形成"]
ダイクロイックミラーdichroic mirrorダイクロイックミラー(dichroic mirror)dichroic mirror(ダイクロイックミラー)は短波長の励起光excitation light励起光(excitation light)excitation light(励起光)を反射し、長波長側の蛍光を透過させる。
コントラストの由来
標識分子marker molecule標識分子(marker molecule)marker molecule(標識分子)が存在する場所だけが発光するため、形態染色とは異なる分子特異性を得られる。複数の蛍光色素fluorescent dye蛍光色素(fluorescent dye)fluorescent dye(蛍光色素)では、励起・発光帯域の重なりと漏れ込みを考慮する。色素間の近接を測る場合はFRETを利用できる。
画質を制限する現象
焦点外蛍光は像をぼかし、強い照明は光退色photobleaching光退色(photobleaching)photobleaching(光退色)と光毒性phototoxicity光毒性(phototoxicity)phototoxicity(光毒性)を生む。退色blanching退色(blanching)blanching(退色)を単なる欠点で終わらせず分子移動の測定へ使う方法がFRAPである。
⚠️ 明るさの差は分子量の差だけでなく、照明むら、焦点、量子収率、退色blanching退色(blanching)blanching(退色)にも左右される。
まとめ
- 励起フィルターbarrierフィルター(barrier)barrier(フィルター)、ダイクロイックミラーdichroic mirrorダイクロイックミラー(dichroic mirror)dichroic mirror(ダイクロイックミラー)、発光フィルターbarrierフィルター(barrier)barrier(フィルター)が光を分離する。
- 蛍光標識fluorescent label蛍光標識(fluorescent label)fluorescent label(蛍光標識)により特定分子の局在を高コントラストcontrastコントラスト(contrast)contrast(コントラスト)で示せる。
- 定量画像では焦点外光、漏れ込み、退色blanching退色(blanching)blanching(退色)、光毒性phototoxicity光毒性(phototoxicity)phototoxicity(光毒性)を管理する。