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血液は、人体を司る細胞や組織および器官の適切な機能性と健康、そして維持を確かなものにします。白血病や鎌状赤血球症、そして貧血症を始めとする血液の病気は、フローサイトメーターやセルソーター、顕微鏡といった診断デバイスを先進技術で補助することで発見・治療されます。こうした発展は、過去20年にわたるオプティクスの大きな進化なしでは可能にならなかったでしょう。ハイエンド向けの光学フィルター用コーティングやマルチエレメント構成の対物レンズといった光学部品の進化が、血液学や血液に影響を及ぼす疾病の診断と治療の研究と発展に劇的に貢献してきました。
フローサイトメトリーなどの先端診断技術によって見つかる血液の病気の代表的なものを以下に紹介します。光学的な進化が、こうした病気のより容易な発見と治療を可能にし、より素早く、より携帯性が高く、より使い勝手の高い医療テクノロジーや医療機器を可能にします。
血液の癌として知られる白血病は、骨髄や他の血液を作る部位が異常となったり、白血球が駄目になってしまう悪性の進行性疾患。これによって、血漿 血液の主要な液体部分。赤血球細胞や白血球細胞および血小板を保持かつ動かすものと考えられている。血漿のおおよそ95%は水分からできており、その量は人間の全血液量の50%を少し超えるとされる。血漿の残りの部分はたんぱく質、糖質、脂質、無機塩類、代謝物質からなる。内で正常の健康な血液細胞の生成が抑制される。
赤血球 血液細胞の代表的なもので、人体に酸素を運ぶ重要な役目がある。赤血球細胞は循環器系内を通る血と心臓の鼓動によって運ばれる。赤血球細胞は、ヘモグロビンと呼ばれるたんぱく質から主に出来ており、骨の中の骨髄によって生成される。の異常や崩壊によって起こる遺伝性の貧血病。赤血球の形状が鎌状になり酸素運搬機能が低下して起こる。
人体に酸素を運ぶ重要な役割を担う赤血球細胞内のたんぱく質、即ちヘモグロビン 赤血球細胞を構成する鉄分を含んだたんぱく質。人体に酸素を運ぶ重要な役割がある。酸素は人体内の決定組織や器官に運ばれ、人体が機能するのに不可欠な代謝過程を完結させる。の異常な形状変化で起こる血液疾患。酸素は人体内の決定組織や器官に運ばれ、人体が機能するのに不可欠な代謝過程を完結させる。この血液疾患により、疲労感や骨の障害、脾腫、黄疸、更には子供の成長の遅れを引き起こす。
赤血球 血液細胞の代表的なもので、人体に酸素を運ぶ重要な役目がある。赤血球細胞は循環器系内を通る血と心臓の鼓動によって運ばれる。赤血球細胞は、ヘモグロビンと呼ばれるたんぱく質から主に出来ており、骨の中の骨髄によって生成される。細胞を増加させる骨髄疾患で、白血球 白血球と称される白い血液細胞は、私達の免疫系に不可欠で、感染症や細菌から身を守る。骨髄から作られる白血球細胞は、血液やリンパ節内に最も多く存在する。白血球細胞の核は、血液内のどの細胞やたんぱく質よりも大きく、比重も高い。体内の白血球細胞の数の多さが体の健康に直接的に寄与することも多い。細胞や血小板 血液の構成要素で、傷害箇所での血を固め、流血を防止する重要な役割を担う。血小板は赤血球細胞よりも遥かに小さい。血小板は、白血球細胞とは違って核がないため、血液サンプルの中で容易に識別できる。の増加も引き起こすことがある。
血液が正常に固まらない疾患で、軽傷であっても多くの流血を引き起こす。
血液内の赤血球 血液細胞の代表的なもので、人体に酸素を運ぶ重要な役目がある。赤血球細胞は循環器系内を通る血と心臓の鼓動によって運ばれる。赤血球細胞は、ヘモグロビンと呼ばれるたんぱく質から主に出来ており、骨の中の骨髄によって生成される。細胞やヘモグロビン 赤血球細胞を構成する鉄分を含んだたんぱく質。人体に酸素を運ぶ重要な役割がある。酸素は人体内の決定組織や器官に運ばれ、人体が機能するのに不可欠な代謝過程を完結させる。の欠乏により、極度の疲労を引き起こす。
血液内のプラズマ細胞の癌で、骨を弱くする。
血液や他の体液の観察や診断およびその治療に、数多くの技術や方法が用いられます。最も一般的な技術は、フローサイトメトリーやセルソーティング、オプトフルイディクス、顕微鏡検査です。
流体懸架装置内を流れる粒子の物理的及び化学的特性を解析する強力な測定技術。粒子がレーザービーム光路内を流れ、そこで生じた前方散乱光や側方散乱光を収集することで定性かつ定量的データが集められる。
フローサイトメトリーの一種であるFACS (Fluorescence activated cell sorting) は、個々の細胞を解析して異常なものだけを能動的に選別する。この技法は、各細胞の特性を解析するのに一般的な光散乱や蛍光測定が用いられる。
マイクロ流体工学の分野にオプティクスを組み合わせた技術。液晶ディスプレイやエネルギー、光学レンズなど主要アプリケーションは多岐にわたるが、主要なベンチャー企業はラブオンチップ装置やバイオセンサー、分子イメージングシステムに注力する。
製薬において非常に多く用いられるパワフルな創薬プロセス。人的エラーのリスクを軽減しながら新薬の迅速な開発を可能にする自動化手順が代表的。
伝統的な光学顕微鏡は、スライドあるいは準備された細胞や試料を観察するのに用いられた。共焦点顕微鏡や多光子顕微鏡といったハイエンドの顕微鏡は、細胞内活動やたんぱく質同士の相互作用をより良く理解するため、複数のレーザーにスキャンニング用ミラー、電動アクチュエーター、ハイエンドのディテクターアレイを利用する。
生体細胞の蛍光と散乱特性を用いて容器別に選別する特別な種類のフローサイトメトリー。不均質な混合物を一時に選別するのに用いられる。
フローサイトメトリーは、血液や他の体液の病気の検査や検出に欠かせない技術です。フローサイトメーターは、3つの重要なシステムで構成されます。流体懸架装置 (fluidics system)、電子検出システム (electronic detection system)、そして光学システムです。
定性検査には高フローレートを使用:
高解像検査には低フローレートを使用:
前方散乱光: レーザービームの光路から少しずれたところでの散乱光を計測し、対象エリア内中の粒子を検出
側方散乱光: 屈折率が変化する細胞内の境界面全てで屈折光や反射光を計測。屈折率の大きさは細胞の複雑性や粒度に比例
使用機器
励起用オプティクス: レーザーとレーザービームの整形/集光用レンズ
蛍光用オプティクス: 散乱光を取り込む様々なレンズと、ビーム進行を適切に行うミラーやフィルター、そしてビームスプリッター
蛍光試薬や光学フィルターが蛍光顕微鏡にどのように機能するかを学習しましょう。
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