単一細胞（シングルセル）の環境応答を長期間モニタリング！ シリコン製蛍光マイクロチップ「SPAchip」
掲載日情報：2022/11/24 現在Webページ番号：70960
SPAchip（Suspended Planar-Array Chips）は表面に蛍光色素をプリントしたシリコン製のマイクロチップです。細胞培養液に添加するだけで細胞内に取り込まれ、単一細胞（シングルセル）の細胞質内環境を長期間にわたってモニタリングできます。細胞の生存率や細胞の生理的条件に変化を与えることなく、1か月以上の継続観察が可能です。遅延型の薬剤反応評価や細胞分化プロセスの観察などに有用です。
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SPAchipとは
SPAchip（Suspended Planar-Array Chips）は3W×3D×1H μmの大きさのシリコン製のマイクロチップです。ポリマーペンリソグラフィー（Polymer pen lithography、PPL）技術を用いて、チップ表面に蛍光色素を集積させることができ、区画を区切って複数の蛍光試薬を集積させることで、マルチカラーの蛍光デバイスとして用いることもできます。SPAchipの一辺は一般的な細胞直径の1/10ほどで、培養液に添加するだけでエンドサイトーシスを介して細胞内に取り込まれ、細胞内において表面蛍光色素の特性に基づいた環境応答性を示します。また、蛍光色素の代わりにタンパク質、核酸、糖質、脂質や化学プローブを修飾することで、多様な検出対象を評価することも可能です。
動画
参考文献
- Torras, N., et al., "Suspended Planar-Array Chips for Molecular Multiplexing at the Microscale.″ Adv. Mater., 28(7), 1449(2016). PMID:26649987
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特長
以下の性質により、単一細胞内の検出対象の変化を長時間にわたって観察できます。
- SPAchipが取り込まれた単一細胞（シングルセル）の細胞内環境変化を観察できます。
- 細胞内に取り込まれたSPAchipは細胞質に留まり、細胞外やオルガネラに拡散しません。
- 蛍光色素が細胞内に拡散しないため、細胞毒性を低く抑えることができます。
- 蛍光色素をチップ上に集積させることで、蛍光色素は濃度低下や分解から保護されます。
- 蛍光退色の影響を受けにくい仕様です。
（1時間の強いレーザー光照射を13サイクル繰り返しても＜20％の蛍光減衰しかみられません）
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製品ラインナップ
| 品名 | 商品説明 | 適用＊1 | 商品コード＊2 |
|---|---|---|---|
| CytoCHECK SPAchip pH Single-Detection Kit | 細胞内pHを蛍光強度変化によって追跡できるSPAchipキット | 蛍光顕微鏡観察、 フローサイトメトリー | S-001-PHG |
| CytoCHECK SPAchip Calcium Single-Detection Kit | 細胞内カルシウムイオン濃度を蛍光強度変化によって追跡できるSPAchipキット | S-002-CAG |
＊1 マイクロプレートリーダーは、SPAchipの観察には適していません。FAQの「Q-1. SPAchipはどのような実験機器で解析できますか？」を併せてご確認下さい。
＊2 2023年2月末より#CPS-001PCおよび#CPS-002PDは#S-001-PHGに、#CCS-003CTは#S-002-CAGに商品コードが変更となりました。製品の仕様に変更はありません。いずれのキットも蛍光顕微鏡およびフローサイトメトリーで使用できます。
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検証例
CytoCHECK SPAchip pH Single-Detection Kit（#S-001-PHG）
CytoCHECK SPAchip Calcium Single-Detection Kit（#S-002-CAG）
図. 抗がん物質Doxorubicinが細胞質内カルシウム濃度に与える影響の評価
（左図）細胞アッセイの手順概略
（右図）ハイコンテント共焦点イメージング装置によるMia PaCa-2細胞（ヒト膵臓がん由来）およびSH-SY5Y細胞（ヒト神経芽腫由来）内のSPAchipの蛍光観察像
各細胞は0.05～5000 nMの濃度範囲で10倍毎に希釈調製したDoxorubicin（Doxo）で処理を行った。
図. 抗がん物質Doxorubicin添加によるSPAchipの蛍光強度の経時的変化
Mia Paca細胞（上図）およびSHSY5Y細胞（下図）にDoxorubicin（Doxo）を添加後、5日間にわたって、細胞質内のカルシウム濃度の経時的な上昇が観察された。
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FAQ
Q-1. SPAchipはどのような実験機器で解析できますか？ A-1. 共焦点システムを用いた蛍光顕微鏡やHigh Content Screening（HCS）機器、High Content Analyze（HCA）機器に最適化されています。また、フローサイトメーターでも解析可能です。マイクロプレートリーダーはWell全体の蛍光強度を読み取るため、SPAchipの観察には適していません。
Q-2. 測定装置はどのような蛍光チャンネルに対応している必要がありますか？ A-2. 現在販売されているpH測定キット、Ca2+測定キットは、いずれも標準のGFP/FITCチャンネルで測定可能です。
Q-3. SPAchipは蛍光退色の影響を受けますか？
A-3. 影響を受ける可能性はありますが、その程度は小さく、連続的・集中的なレーザー露光（1時間、13サイクル）後でも、蛍光シグナルの軽度の減衰（＜20%）が見られる程度です。
Q-4. 生細胞の動的変化は追跡可能ですか？
A-4. 細胞質内の変化を継続的・リアルタイムに測定可能です。
Q-5. 細胞分裂にはどのような影響を与えますか？
A-5. SPAchipは固体デバイスであるため、細胞分裂で分配されることはありません。そのため、分裂後は片方の娘細胞にSPAchipが残ります。
Q-6. 他のアッセイ系と併用できますか？
A-6. 細胞染色や蛍光タンパク質など、他の蛍光アッセイと同時に用いることができます。ただし、励起・蛍光波長の重複には注意が必要です。
Q-7. SPAchipはどのように細胞内に取り込まれますか？
A-7. エンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれます。エンドサイトーシスの詳細な機構については現在解明中です。
Q-8. どのような細胞がSPAchip解析に適していますか？
A-8. スクリーニングで多用される細胞（HeLa、CHO、HEK293T、肝細胞など）を含む、20を超える異なる細胞株および初代培養後でも細胞でSPAchipが使用できることが検証済みです。接着細胞に限らず、浮遊細胞でも使用することができます。SPAchipの取り込み効率は、細胞種によって異なり、例えばマクロファージでは培養中の95％以上の細胞に取り込まれますが、3T3細胞では10％程度しか取り込まれません。様々な細胞種の平均として、培養中の25～40%程度の細胞にSPAchipが導入されます。in vivoでの使用については、現在検証中です。
Q-9. 1つの細胞内に取り込まれるSPAchipの数は制御できますか？
A-9. 取り込み効率は細胞の種類によって異なります。SPAchipを培養液に添加する際は、SPAchip：細胞の比率を2：1にすることを推奨しており（細胞種によって最適化が必要になる場合もあります）、これによってほとんどの細胞種では細胞内にSPAchipが1つだけ導入されることになりますが、2つ以上のSPAchipを取り込んだ細胞が存在する可能性もあります。SPAchip：細胞の比率を大幅に増加させても、SPAchipを取り込んだ細胞の数が大きく増えることはなく、むしろ複数のSPAchipを取り込んだ細胞の割合が高くなる可能性があります。
Q-10. SPAchipは細胞内のどの部位に位置しますか？
A-10. SPAchipは細胞質にとどまり、核を含む細胞小器官に入ることはありません。また一度導入されると細胞外に放出されることもありません。二次元培養した接着細胞の場合は、細胞質の形質膜に近い場所に位置することが多いです。
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キット内容
- Sterile assay buffer
- Cotrol SPAchip
- Assay SPAchip
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価格
※ 2023年2月末より#CPS-001PCおよび#CPS-002PDは#S-001-PHGに、#CCS-003CTは#S-002-CAGに商品コードが変更となりました。製品の仕様に変更はありません。いずれのキットも蛍光顕微鏡およびフローサイトメトリーで使用できます。
[在庫・価格 ：2024年04月30日 16時55分現在]
| 詳細 | 商品名 |
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CytoCHECK SPAchip pH green Single-Detection Kit |
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CytoCHECK SPAchip Calcium Single-Detection Kit |
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[在庫・価格 ：2024年04月30日 16時55分現在]
CytoCHECK SPAchip pH green Single-Detection Kit
文献数： 0
- 商品コード：S-001-PHG
- メーカー：AFC
- 包装：1kit
- 価格：¥140,000
- 在庫：無(未発注)
- 納期：3～4週間 ※※ 表示されている納期は弊社に在庫がなく、取り寄せた場合の目安納期となります。
- 法規制等：医薬用外毒物
| 説明文 | |||
|---|---|---|---|
| 法規制等 | 医薬用外毒物 | ||
| 保存条件 | 4℃,暗所保存 | 法規備考 | |
| 掲載カタログ |
ニュース2023年6月15日号 p.32
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