JP7168141B2 - 生体試料の透明化方法及び生体試料脱色剤 - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑み、新規な生体試料の透明化方法及び生体試料脱色剤を提供することを課題とする。
<1>両性界面活性剤を含む脱色剤を用いて生体試料に含まれる色素を除去する工程を備える、生体試料の透明化方法。
<2>前記両性界面活性剤はベタイン型両性界面活性剤である、<1>に記載の生体試料の透明化方法。
<3>前記両性界面活性剤は炭素数10以上のアルキル基を有するスルホベタイン型両性界面活性剤である、<1>又は<2>に記載の生体試料の透明化方法。
<4>前記脱色剤はアルカリ性である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の生体試料の透明化方法。
<5>前記生体試料に含まれる色素を除去する工程の前に、ホルムアルデヒドを含む固定剤を用いて前記生体試料を固定する工程をさらに備え、前記固定剤のホルムアルデヒドの濃度が2質量%以下である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の生体試料の透明化方法。
<6>前記生体試料に含まれる色素を除去する工程の後に、イオヘキソールを含む封入剤を用いて前記生体試料を封入する工程をさらに備える、<1>~<5>のいずれか1項に記載の生体試料の透明化方法。
<7>両性界面活性剤を含む、生体試料脱色剤。
<8>前記両性界面活性剤はベタイン型両性界面活性剤である、<7>に記載の生体試料脱色剤。
<9>前記両性界面活性剤は炭素数10以上のアルキル基を有するスルホベタイン型両性界面活性剤である、<7>又は<8>に記載の生体試料脱色剤。
<10>前記脱色剤はアルカリ性である、<7>~<9>のいずれか1項に記載の生体試料脱色剤。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本開示の生体試料の透明化方法は、両性界面活性剤を含む脱色剤を用いて生体試料に含まれる色素を除去する工程(脱色工程)を備える。
脱色工程を実施する方法は特に制限されず、一般的な手法で行うことができる。例えば、両性界面活性剤を含む脱色剤に試料を接触させた状態で、所望の透明度が得られるまで放置することで行うことができる。
固定工程を実施する方法は特に制限されず、一般的な手法で行うことができる。試料を固定することで、試料の劣化を抑制でき、物理的強度や化学的安定性を向上することができる。
封入工程を実施する方法は特に制限されず、一般的な手法で行うことができる。試料を封入するためのスライドガラスや観察に使用するレンズの屈折率に近い屈折率を有する封入剤で試料を処理することで、試料の光散乱が抑制され、深部をより観察しやすくなる。
アルカリ処理工程を実施する方法は特に制限されず、一般的な手法で行うことができる。アルカリ処理工程を実施することで、固定、脱色等の化学処理により不安定になった試料中の蛍光タンパク質を回復させ、良好な蛍光輝度を維持することができる。
本開示の方法で処理される生体試料は特に制限されず、植物、動物、菌類等のあらゆる生物に由来する試料であってよい。生体試料は遺伝子組み換え、化学処理等の加工がなされたものであってもよい。
本開示の生体試料脱色剤(以下、脱色剤ともいう)は、両性界面活性剤を含む。
本開示の脱色剤は、両性界面活性剤の作用により試料に含まれる色素の除去を行う。このため、試料中の色素が充分に除去され、高い透明度が達成できる。また、有機溶媒等を用いて脱色する場合に比べて試料中の蛍光タンパク質の失活が抑制されるため、試料中の蛍光を観察する場合にも好適である。
(1)試料として蛍光タンパク質(GFP)を導入したシロイヌナズナの地上部(発芽期)を使用し、ホルムアルデヒドを用いた固定を行った。具体的には、固定剤として1質量%ホルムアルデヒドを含むPBS(pH7.4)を1.5mLチューブに1.0mL加え、そこに試料を入れた。次いで、チューブの口をパラフィルムで塞ぎ、針で数箇所穴を開けた。この状態で10分間脱気処理を行い、その後50分間室温(25℃、以下同様)で静置した。
(2)固定剤を取り除き、PBSを添加して室温で5分間静置した。
(3)PBSを取り除き、新たなPBSを添加して室温で10分間静置した。
(4)PBSを取り除き、新たなPBSを添加して室温で10分間静置した。
界面活性剤2…両性界面活性剤(ラウリルスルホベタイン、アルキル基の炭素数12)
界面活性剤3…両性界面活性剤(ミリスチルスルホベタイン、アルキル基の炭素数14)
界面活性剤4…両性界面活性剤(パルミチルスルホベタイン、アルキル基の炭素数16)
界面活性剤C1…アニオン性界面活性剤(ドデシル硫酸ナトリウム)
界面活性剤C2…ノニオン性界面活性剤(TritonX-100)
固定剤に含まれるホルムアルデヒドの濃度を1質量%から2質量%又は4質量%に変更したこと以外は試験例1と同様にして、試料の固定を行った。
試験例1と同様にして試料を固定した後、PBSを取り除き、脱色剤(20質量%カプリリルスルホベタインを含む100mMリン酸ナトリウムバッファー)を添加した後遮光し室温にて6日間穏やかに振盪した。次いで、脱色液を取り除き、下記に示す封入液を1mL添加後、遮光し室温にて60分間穏やかに振盪した。
封入剤2…97質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBS
封入剤C1…PBS
試料として蛍光タンパク質(GFP)を導入したシロイヌナズナの地上部(発芽期)を使用し、試験例1と同様にして固定した後、試験例2と同様にして脱色剤(20質量%のカプリリルスルホベタインを含む100mMリン酸ナトリウムバッファー)を用いて脱色した。次いで、脱色剤を取り除き封入剤(70質量%イオヘキソールを含むPBS)を用いて封入した。
固定剤に含まれるホルムアルデヒドの濃度を4質量%に変更したこと以外は試験例1の工程(1)~(4)と同様にして、試料の固定を行った。固定後の試料に対し、下記(1)~(7)の工程を順に実施した。
(1)10質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを添加し、10分間静置した。
(2)10質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを取り除き、30質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを添加し、10分間静置した。
(3)30質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを取り除き、50質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを添加し、10分間静置した。
(4)50質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを取り除き、70質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを添加し、10分間静置した。
(5)70質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを取り除き、97質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを添加し、10分間静置した。
(6)97質量%2,2’-チオジエタノールを含むPBSを取り除き、97質量%2,2’-チオジエタノール及び0.0025質量%没食子酸プロピルを含むPBS中で60分間静置した。
(7)97質量%2,2’-チオジエタノール及び0.0025質量%没食子酸プロピルを含むPBSで試料を封入した。
固定剤に含まれるホルムアルデヒドの濃度を4質量%に変更したこと以外は試験例1の工程(1)~(4)と同様にして、試料の固定を行った。固定後の試料からPBSを取り除き、新たなPBSを添加し24時間静置した。次いでPBSを取り除き、新たなPBSで試料を封入した。
試料としてイネの葉を使用し、実施例1と同様にして試料の固定、脱色及び封入を行った。ただし、脱色時の静置時間を7日間とした。
試料としてイネの葉を使用し、比較例1-2と同様にして試料の固定、PBS中での静置及び封入を行った。ただし、固定後のPBS中での静置時間を7日間とした。
試料としてマウス(品種:C57BL/6J)の脳を使用した。固定剤(4質量%パラホルムアルデヒドを含むPBS)を用いて灌流固定を行ったマウスから脳を取り出し、固定剤を添加し4℃で24時間静置した。厚さ2mmの脳切片を作成し、下記(1)~(5)の工程を順に実施した。
(1)脱色剤1(20質量%カプリリルスルホベタインを含む100mMリン酸ナトリウムバッファー)を添加し、16時間穏やかに振盪した。振盪終了後に写真(16h)を撮影した。
(2)脱色剤1を取り除き、脱色剤2(18.7質量%イオヘキソール、20質量%カプリリルスルホベタインを含むPBS)を添加し、6時間穏やかに振盪した。
(3)脱色剤2を取り除き、脱色剤3(28.1質量%イオヘキソール、20質量%カプリリルスルホベタインを含むPBS)を添加し、6時間穏やかに振盪した。振盪開始から2時間後に写真(24h)を撮影した。
(4)脱色剤3を取り除き、封入剤1(56.2質量%イオヘキソールを含むPBS)を添加し、12時間穏やかに振盪した。
(5)封入剤1を取り除き、封入剤2(70質量%イオヘキソールを含むPBS)を添加し、8時間穏やかに振盪した。振盪終了後に写真(48h)を撮影した。
実施例3と同様にして固定及び切片作成を行い、下記(1)~(5)の工程を順に実施した。
(1)脱色剤1(2質量%サポニンを含むPBS)を添加し、16時間穏やかに振盪した。振盪終了後に写真(16h)を撮影した。
(2)脱色剤1を取り除き、脱色剤2(18.7質量%イオヘキソール、2質量%サポニンを含むPBS)を添加し、6時間穏やかに振盪した。
(3)脱色剤2を取り除き、脱色剤3(28.1質量%イオヘキソール、2質量%サポニンを含むPBS)を添加し、6時間穏やかに振盪した。振盪開始から2時間後に写真(24h)を撮影した。
(4)脱色剤3を取り除き、脱色剤4(56.2質量%イオヘキソール、2質量%サポニンを含むPBS)を添加し、12時間穏やかに振盪した。
(5)脱色剤4を取り除き、封入剤(70質量%イオヘキソールを含むPBS)を添加し、8時間穏やかに振盪した。振盪終了後に写真(48h)を撮影した。
実施例3と同様にして固定及び切片作成を行った試料にPBSを添加し、48時間穏やかに振盪した。PBSの添加から16時間後に写真(16h)を、24時間後に写真(24h)を、48時間後に写真(48h)を撮影した。
Claims (3)
- ホルムアルデヒドを含む固定剤を用いて生体試料を固定する工程と、
両性界面活性剤を含む脱色剤を用いて生体試料に含まれる色素を除去する工程と、をこの順に備え、
前記生体試料は蛍光タンパク質が導入されており、
前記固定剤のホルムアルデヒドの濃度は0.5質量%以上1.0質量%以下であり、
前記両性界面活性剤は炭素数が10以上16以下のアルキル基を有するスルホベタイン型両性界面活性剤である、生体試料の透明化方法。 - 前記脱色剤はアルカリ性である、請求項1に記載の生体試料の透明化方法。
- 前記生体試料に含まれる色素を除去する工程の後に、イオヘキソールを含む封入剤を用いて前記生体試料を封入する工程をさらに備える、請求項1又は請求項2に記載の生体試料の透明化方法。
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Junko Hasegawa,Three-Dimensional Imaging of Plant Organs Using a Simple and Rapid Transparency Technique,Plant Cell Physiol.,2016年,57(3),pp.462-472,doi:10.1093/pcp/pcw027 |
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