Application Note 青色から赤色蛍光色素における
SpectraMaxマイクロプレートリーダーの蛍光感度評価
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はじめに
Krystal Courtney D. Belmonte, PhD|フィールドアプリケーションサイエンティスト|モレキュラーデバイス
Christina Nadolny, PhD|フィールドアプリケーションサイエンティストII|モレキュラーデバイス
蛍光色素はそれぞれ固有の励起および発光スペクトルを有しており、これが測定の感度や精度に影響を及ぼす可能性があります。SpectraMax®マイクロプレートリーダーは、波長選択、バンド幅、励起・発光波長の組み合わせなど、装置構成や設定が異なっており、これらの違いが各種蛍光色素に対する性能に影響を与えます。検出下限(LLD)は、バックグラウンドノイズから信頼性をもって識別可能な蛍光色素の最小濃度を示す重要な指標であり、比較において中心的な役割を果たします。
本検討では、青色から赤色にわたる7種類の蛍光色素を対象に、SpectraMaxマイクロプレートリーダーの性能を比較し、線形範囲およびLLDなどの主要パラメータに焦点を当てて評価しました。
蛍光色素の標準液は、100 µMから0.001 pMまでの範囲で、Tris緩衝生理食塩水(TBS)中に段階希釈して調製しました。各標準液100 µLを黒色96ウェルマイクロプレート(Greiner、品番:655076)のウェルに分注し(各標準液につきn=4)、TBS緩衝液のみを含むブランクウェル(n=8)も準備しました。その後、各マイクロプレートリーダーに最適化された設定(表9)を用いて蛍光測定を行いました。標準曲線はSoftMax Proソフトウェアを使用して作成しました。各マイクロプレートリーダーの感度を評価するために、各蛍光色素のLLD(最小検出限界)を以下の式を用いて算出しました:
\( \text{LLD} = \frac{3 \cdot \text{SD}_{\text{blank}} \cdot \text{Concentration}}{\text{RLU}_{\text{sample}} - \text{RLU}_{\text{blank}}} \)
比較対象装置
- SpectraMax® Paradigm® マルチモードマイクロプレートリーダー(TUNEモジュール搭載、モレキュラーデバイス #0200-7050)
- SpectraMax® iD5 マルチモードマイクロプレートリーダー
- SpectraMax® i3x マルチモードマイクロプレートリーダー
- SpectraMax® Mini マルチモードマイクロプレートリーダー(フィルターキューブ搭載、表10参照)
- SpectraMax® M5e マルチモードマイクロプレートリーダー
- SpectraMax® Gemini™ EM マイクロプレートリーダー
比較対象蛍光色素
- Alexa Fluor 350(Molecular Probes)
- クマリンB(Thermo Fisher)
- フルオレセイン(Invitrogen)
- Alexa Fluor 555(Molecular Probes)
- Alexa Fluor 594(Molecular Probes)
- Alexa Fluor 647(Invitrogen)
- Alexa Fluor 750(Molecular Probes)
図1. Fluorescence SpectraViewer *1による比較蛍光色素の励起および発光スペクトル
Alexa Fluor 350 | Coumarin B | Fluorescein | Alexa Fluor 555 | Alexa Fluor 594 | Alexa Fluor 647 | Alexa Fluor 750 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 13.8 | 0.81 | 0.12 | 1.13 | 0.60 | 0.79 | 26.3 |
SpectraMax iD5 | 4.90 | 2.27 | 0.35 | 3.51 | 0.69 | 2.60 | 47.1 |
SpectraMax i3x | 28.6 | 3.07 | 0.09 | 1.23 | 0.64 | 0.35 | 117 |
SpectraMax Mini | 12.7 | 9.95 | 0.19 | 0.94 | 0.29 | 0.71 | 3.50 |
SpectraMax M5e | 3.70 | 0.74 | 0.07 | 1.18 | 0.46 | 1.92 | 67.8 |
SpectraMax Gemini EM | 89.1 | 7.46 | 1.21 | 23.9 | 11.5 | 29.2 | 232 |
表1. SpectraMaxマイクロプレートリーダー間で比較した、すべての蛍光色素の検出下限(pM)の概要
Alexa Fluor 350
図2. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったAlexa Fluor 350の標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | AF350 LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 360/460 | 13.8 |
SpectraMax iD5 | 340/460 | 4.90 |
SpectraMax i3x | 340/460 | 28.6 |
SpectraMax Mini | FL-465* 360/465 | 12.7 |
SpectraMax M5e | 340/460 自動切断: 455 |
3.70 |
SpectraMax Gemini EM | 340/460 自動切断: 455 |
89.1 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表2. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるAlexa Fluor 350(AF350)の検出下限および使用された励起/発光波長の組み合わせ
Coumarin B
図3. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったCoumarin Bの標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | Coumarin B LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 415/460 | 0.81 |
SpectraMax iD5 | 415/460 | 2.27 |
SpectraMax i3x | 415/460 | 3.07 |
SpectraMax Mini | FL-465* 360/465 | 9.95 |
SpectraMax M5e | 415/460 自動切断: 455 |
0.74 |
SpectraMax Gemini EM | 415/460 自動切断: 455 |
7.46 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表3. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるCoumarin Bの検出下限および励起/発光波長の組み合わせ
Fluorescein
図4. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったFluoresceinの標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | Fluorescein LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 485/530 | 0.12 |
SpectraMax iD5 | 485/535 | 0.35 |
SpectraMax i3x | 485/535 | 0.09 |
SpectraMax Mini | FL-535* 485/535 | 0.19 |
SpectraMax M5e | 485/525 自動切断: 515 |
0.07 |
SpectraMax Gemini EM | 485/525 自動切断: 515 |
1.21 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表4. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるFluoresceinの検出下限および励起/発光波長の組み合わせ
Alexa Fluor 555
図5. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったAlexa Fluor 555の標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | AF555 LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 525/575 | 1.13 |
SpectraMax iD5 | 525/575 | 3.51 |
SpectraMax i3x | 525/575 | 1.23 |
SpectraMax Mini | FL-595* 535/595 | 0.94 |
SpectraMax M5e | 525/575 自動切断: 570 |
1.18 |
SpectraMax Gemini EM | 525/575 自動切断: 570 |
23.9 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表5. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるAlexa Fluor 555(AF555)の検出下限および励起/発光波長の組み合わせ
Alexa Fluor 594
図6. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったAlexa Fluor 594の標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | AF594 LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 545/625 | 0.60 |
SpectraMax iD5 | 545/625 | 0.69 |
SpectraMax i3x | 545/625 | 0.64 |
SpectraMax Mini | FL-635* 590/635 | 0.29 |
SpectraMax M5e | 545/625 自動切断: 610 |
0.46 |
SpectraMax Gemini EM | 545/625 自動切断: 610 |
11.5 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表6. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるAlexa Fluor 594(AF594)の検出下限および励起/発光波長の組み合わせ
Alexa Fluor 647
図7. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったAlexa Fluor 647の標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | AF647 LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 640/690 |
0.79 |
SpectraMax iD5 | 635/680 | 2.60 |
SpectraMax i3x | 635/680 | 0.35 |
SpectraMax Mini | FL-680* 625/680 | 0.71 |
SpectraMax M5e | 635/680 自動切断: 665 |
1.92 |
SpectraMax Gemini EM | 635/680 自動切断: 665 |
29.2 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表7. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるAlexa Fluor 647(AF647)の検出下限および励起/発光波長の組み合わせ
Alexa Fluor 750
図8. SpectraMaxマイクロプレートリーダーで読み取ったAlexa Fluor 750の標準曲線
装置名 | 励起/発光波長(nm) | AF750 LLD (pM) |
---|---|---|
SpectraMax Paradigm | 740/780 |
26.3 |
SpectraMax iD5 | 740/780 | 47.1 |
SpectraMax i3x | 740/780 | 117 |
SpectraMax Mini | FL-810* 710/810 | 3.50 |
SpectraMax M5e | 740/780 自動切断: 695 |
67.8 |
SpectraMax Gemini EM | 740/780 自動切断: 695 |
232 |
* SpectraMax Miniのフィルターキューブ構成については表10をご参照ください。表8. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおけるAlexa Fluor 750(AF750)の検出下限および励起/発光波長の組み合わせ
装置の測定設定
パラメーター | SpectraMax Paradigm | SpectraMax iD5 | SpectraMax i3x | SpectraMax Mini | SpectraMax M5e | SpectraMax Gemini EM |
---|---|---|---|---|---|---|
測定モード | 蛍光(FL) | |||||
観測タイプ | エンドポイント | |||||
PMTおよび光学設定 | PMTゲイン:設定なし(N/A) 積分時間:200 ms |
PMTゲイン:自動 積分時間:400 ms |
PMTゲイン:固定 1測定あたりのフラッシュ数:12 |
PMTゲイン:自動 積分時間:500 ms |
PMTゲイン:自動 1測定あたりのフラッシュ数:100 |
PMTゲイン:自動 1測定あたりのフラッシュ数:12 |
表9. SpectraMaxマイクロプレートリーダーにおける装置設定一覧
SpectraMax Mini フィルターキューブ構成
フィルターキューブ | 波長/バンド幅(nm) | 部品番号 |
---|---|---|
FL-465 | 励起: 360/35、発光: 465/35、ダイクロイック: 405 | 5089096 |
FL-535 | 励起: 485/20、発光: 535/25、ダイクロイック: 508 | 5089097 |
FL-595 | 励起: 535/25、発光: 595/35、ダイクロイック: 560 | 5089098 |
FL-635 | 励起: 590/20、発光: 635/20、ダイクロイック: 612 | 5089102 |
FL-680 | 励起: 625/35、発光: 680/20、ダイクロイック: 658 | 5089103 |
FL-810 | 励起: 710/50、発光: 810/40、ダイクロイック: 765 | 5089104 |
表10. SpectraMax Miniマイクロプレートリーダーに使用されるフィルターキューブの波長構成
参考文献
- ThermoFisher. Fluorescence SpectraViewer. https://www.thermofisher.com/order/fluorescence-spectraviewer/#!/
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