色素ベースの蛍光定量

核酸を迅速に定量し、カプセル化効率を測定する

蛍光で明かりを灯そう

蛍光は、色素ベースの蛍光色素の選択性と感度の高さにより、定量において非常に強力な技術です。核酸に選択的に結合する蛍光色素は、他の生体分子が存在していても、DNAやRNAを定量する優れた方法です。蛍光は他の技術よりも感度が高いため、1 ng/µL未満の核酸濃度のサンプルでも信頼性の高い定量が可能です。色素とリガンドの相互作用が必要であることを利用することが、多くの高選択性・高感度アッセイの基盤となっています。

エキサイトしよう

蛍光色素が光の光子によって励起されると、その光を吸収し、電子が励起状態になります。この励起状態は非常に不安定なため、これらの電子はできるだけ早く安定した基底状態に戻ろうとします。基底状態に戻るために、励起された蛍光色素はエネルギーの一部を放出する必要があり、それをより低いエネルギー(つまりより長い波長)の光として放出します。蛍光を測定する機器には、蛍光色素を励起する光源と、発光フィルターの後ろに配置された検出器があり、一定の波長範囲にわたって放出された光を収集します。収集された蛍光の量は、存在する蛍光色素の量に比例するため、蛍光は濃度を測定するための定量的な手法です。

Figure 1
蛍光色素で輝く結果を得よう

分子が蛍光特性を持つためには、その構造内の電子にある程度の自由が必要です。これは通常、環状構造における共役π結合によって実現され、π電子が共役構造内の原子間を自由に移動できるようになります。分子の形状は、最大励起波長や最も強く光を放出する波長(λmax)といった特定の蛍光特性に影響を与えます。蛍光色素には、単一の励起・発光波長があるわけではなく、励起および発光が可能な波長のスペクトル(範囲)があります。蛍光色素からの蛍光発光を最適化するには、吸収極大に近い励起光源を選択するのが最適です。さらに、発光スペクトルの面積(放出された光の量)を最大限に収集できる発光フィルターを使用することで、最高の感度が得られます。

 

Figure 2
基準を設定しよう

蛍光データを相対的な強度から実際の濃度に変換する最終ステップとして、蛍光強度の値を測定対象の既知量に関連付ける標準曲線をすべての測定に含める必要があります。標準曲線の形状を確認することで、すべての測定がアッセイの適切なダイナミックレンジ内にあることも確認できます。

Figure 3
LNPの品質に光を当てよう

蛍光は、LNP調製物におけるカプセル化効率(EE%)の測定においてその真価を発揮します。EE%を測定するためのアッセイは、蛍光色素(例:RiboGreen®)が溶液中の遊離RNAに結合したときに起こる可視蛍光の増加を検出することに依存しています。カプセル化されたRNAはRiboGreen®から保護されており、ナノ粒子が完全な状態である調製物では定量されません。遊離RNAの蛍光定量と、全RNAのUV/Vis測定を組み合わせることで、EE%の計算に必要なすべての値が得られます。

Figure 4
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Stunner

Stunnerは、UV/Vis濃度測定と回転角動的光散乱(RADLS)を、同じ2μLのサンプルで同時に実行できる唯一のシステムです。Stunner AF(Add Fluorescence)によって色素ベースの蛍光測定を追加すれば、同じランでさらに多くの情報を取得できます。サイズ、カプセル化効率(EE%)、粒子濃度、凝集体の検出といった、LNP(脂質ナノ粒子)の品質指標を一度に網羅して、品質を確実に評価できます。テンポを崩すことなく、あなたのナノ粒子が使用に適しているかどうかを即座に確認できます。

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タンパク質、脂質ナノ粒子、ウイルスベクターの濃縮とサイジングの研究のために開発された、回転角動的光散乱(RADLS)、多角度光散乱(MALS)、UV/Visを組み合わせたツールをもっと知りたいですか。