ライブセルイメージングシステムにおけるイメージング中の細胞生存率維持の問題

生細胞イメージングは​​、細胞生物学、神経生物学、薬理学、発生生物学などの生物医学研究分野を研究する研究室にとって重要な分析ツールです。固定細胞や組織（光退色が主な問題）のイメージングには通常、高い照明強度と長い露出時間が必要ですが、生細胞をイメージングする場合はこれらを避ける必要があります。生細胞顕微鏡検査では、通常、画像品質の取得と健康な細胞の維持との間で妥協が必要です。したがって、高い照明強度と長い露出時間を避けるため、実験では空間解像度と時間解像度が制限されることがよくあります。生細胞のイメージングには、光学顕微鏡用のさまざまなコントラスト強調イメージング法が関係します。ほとんどの調査では、多くの種類の蛍光顕微鏡法の 1 つが使用され、これは透過光技術と組み合わされることが多く、これについては以下で説明します。イメージング技術と蛍光プローブの設計が継続的に進歩することで、このアプローチの威力が向上し、生細胞イメージングは​​今後も生物学の重要なツールであり続けるでしょう。

重要な注意点は、合成蛍光体または蛍光タンパク質の存在下で顕微鏡ステージに照明を当てている間、細胞が良好な状態にあり、正常に機能していることを確認することです。顕微鏡ステージ上で細胞が維持される条件は大きく異なりますが、実験の成否を左右することがよくあります。

細胞の特定の生化学的要件に基づいて、さまざまな細胞培養培地が利用可能です。培養培地には、アミノ酸、ビタミン、無機塩 (ミネラル)、微量元素、核酸成分 (塩基およびヌクレオシド)、糖、トリカルボン酸回路中間体、脂質、補酵素など、さまざまな成分が含まれています。組織培養培地では、酸素濃度、pH、緩衝能、浸透圧、粘度、表面張力を制御することが重要なステップです。市販の培地配合物には、おおよその pH 値を視覚的に判断するための指示色素 (フェノールレッドなど) が含まれていることがよくあります。ほとんどすべての細胞株には、pH を調節するための二酸化炭素と重炭酸塩の緩衝システムが必要です。細胞は、溶存ガス濃度を制御するために、インキュベーター内で少量の二酸化炭素 (通常 5～7%) を含む雰囲気で培養する必要があります。生細胞イメージングの場合、二酸化炭素を含む適切な雰囲気を提供することは困難な場合があり、通常、制御された雰囲気用に特別に設計された培養チャンバーが必要です。酸素の必要量は細胞株によって異なりますが、通常の大気酸素圧レベルはほとんどの培養に適しています。浸透圧に関しては、ほとんどの細胞株は浸透圧に対する耐性が大きく、浸透圧が 260 から 320 ミリオスモルの範囲で良好に成長します。細胞をオープンプレート培養またはペトリ皿で培養する場合、蒸発に対処するために低張培地を使用できます。