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実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ 初めてでもできる!超解像イメージング

岡田 康志 (編)

羊土社

  • ISBN : 9784758101950
  • ページ数 : 308頁
  • 書籍発行日 : 2016年6月
  • 電子版発売日 : 2018年5月18日
  • 判 : B5判
  • 種別 : eBook版 → 詳細はこちら
販売価格 (ダウンロード販売)
¥8,360 (税込)
ポイント : 456 pt (6%)

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商品情報

現場のプロトコール・原理・関連技術をまとめた実験書がついに誕生!

撮像例のフォトグラビアとWEB動画付き◎超解像蛍光顕微鏡を用いた医学生物学研究の発展にと著者の思いが込められた一冊です。

実験医学シリーズ

■ 序文

超解像顕微鏡法の歴史を振り返ると,まず2000 年にStefan Hell らは誘導放出制御(STED)顕微鏡の論文を発表し,同じころMats Gustaffson も構造化照明顕微鏡法(SIM)の論文を発表しました.その後,2006 年にEric Betzig ら,Xiaowei Zhuang ら,Samuel Hess らが独立に局在化法の論文を相次いで発表しました.STED やSIM とは異なり,特別な光学系が不要であったこともあり,局在化法による超解像イメージングは研究者の間に一気に広まりました.その影響で,2010 年ごろまでには局在化法用の顕微鏡だけでなく,STED やSIM も市販されるにいたりました.その直後の2014 年にノーベル化学賞が授与されたこともあって,超解像顕微鏡法はブームとなり,論文数も指数関数的に増加しています.

一方で,「いろいろな種類がありすぎてどれを選べばよいかわからない」,「使ってみたものの,何も見えなかった」,「買ってはみたが,いまいち使えないので埃を被っている」などという声もよく耳にします.これは2000 年ごろに2 光子顕微鏡が登場したとき,そして,1980 年代後半にレーザー走査型共焦点顕微鏡が登場したときと似た状況です.

レーザー走査型共焦点顕微鏡は,当初,深さ方向の分解能が向上し,分厚い試料でも光学的断層像が撮影できると注目されましたが,実際に使用してみると,日常的な調整が必須で使いこなすのは困難で,前述のような話がよく聞かれたのです.そんな当時のバイブルが「Handbook ofBiological Confocal Microscopy」〔Pawley J/ed, Plenum Press, 1990(最新版は第3 版でSpringer Press, 2006)〕で,原理から応用まで何でも書いてある名著でした.

今や,共焦点顕微鏡や2 光子顕微鏡は広く活用され,その有用性を疑う人はいません.おそらく,今後5 年以内に超解像顕微鏡も同様にその地位を確立することでしょう.しかし,今はまだ,新しい顕微鏡法に対する期待と,期待の裏返しのような失望が交錯する過渡期です.

そんななか,タイムリーにも羊土社から本書の企画の話をいただきました.最初に思い浮かんだのは,原理,光学系からプローブなど周辺技術に加えて,実使用のためのチュートリアル,さらには発展的なトピックまでカバーしている前述の "Handbook" です.そこで,この "Handbook"に匹敵するものとするため,本書では超解像顕微鏡法の開発,応用などで世界第一線級の活躍をされている先生方や顕微鏡メーカーの方に執筆をお願いし,お忙しいなかご快諾いただきました.この場を借りて感謝申し上げます.本書がプロトコールから原理・応用まで網羅するバイブルとして,わが国における超解像蛍光顕微鏡を用いた医学生物学研究の発展に寄与できたならば,ひとえに執筆者の先生方のおかげであり,編者として幸甚の至りです.

最後になりましたが,羊土社の方々,特に尾形さん,吉田さんにはたいへんお世話になりました.こうして本書がまとまったのは,ひとえにお2 人の辣腕によるものです.心から感謝いたします.


2016年5月

岡田 康志

■ 目次

超解像イメージングフォトギャラリー

Overview―顕微鏡技術の進展と超解像イメージング

実践編〜超解像イメージングを始めよう!

第1章 今ある顕微鏡・自作顕微鏡で始める超解像イメージング

1 普通の蛍光顕微鏡で超解像イメージングに挑戦しよう

column1 自発的明滅機能をもつ蛍光色素HMSiRの開発と応用

2 共焦点顕微鏡を用いた超解像イメージング

column2 従来型光検出器とGaAsP型光検出器

3 1分子局在化顕微鏡の自作と撮像例

column3 EM-CCD カメラとsCMOSカメラ

第2章 市販の超解像顕微鏡による標準解析〜微小管のイメージングを例に〜

1 GE ヘルスケア社製:DeltaVision OMX SR

―3D-SIM超解像イメージングシステム

2 ライカマイクロシステムズ社製:Leica TCS SP8 STED 3X,Leica SR GSD 3D

―誘導放出抑制顕微鏡と蛍光分子局在顕微鏡

3 ニコン社製:N-SIM,N-STORM

4 オリンパス社製:SD-OSR

―スピニングディスク共焦点蛍光顕微鏡ベースの超解像顕微鏡

5 カールツァイスマイクロスコピー社製:ELYRA P.1,ELYRA S.1,Airyscan

―PALM/dSTORM,SIMおよび共焦点レーザースキャン顕微鏡ベースの超解像イメージング

第3章 目的別の超解像イメージング

1 超解像イメージングの注意点

2 超解像イメージングに利用する光スイッチング蛍光タンパク質の種類と特性

3 3D-SIMによる細胞内構造の超解像イメージング

―アーティファクトの少ないSIM画像の取得

4 SIMによる超解像ライブイメージング

―生細胞中の対象分子の時空間動態の解析

5 SIM,STEDによるアクチン系細胞骨格のイメージング

6 STEDを用いた細胞内小器官などの微細構造の観察

7 SIMを用いた核内構造体パラスペックルlncRNAの超解像FISH

原理・応用編〜超解像イメージングの可能性を学ぼう!

第1章 超解像イメージングの原理

1 結像特性と非線形な蛍光応答を利用した超解像法

─レーザー走査型蛍光顕微鏡を用いた超解像

2 蛍光1分子可視化技術と超局在化顕微鏡法

―PALMとSTORM

3 構造化照明顕微鏡法SIM

―縞照明のつくるモアレが可能にする超解像観察

4 共焦点顕微鏡法と構造化照明顕微鏡法の関係

―CFMとSIMの類似性と相違点

5 透過型液晶デバイスを用いた共焦点および2光子顕微鏡の超解像化

6 RESOLFTとSPoDの原理と変法

―SPoD-ExPANによる超解像イメージングへの展望

7 蛍光相関超解像法SOFI

―自己明滅する蛍光プローブによる超解像

第2章 応用的な超解像イメージングと関連技術

1 高い時間分解能と空間分解能をもつSCLIM

―高速超解像4Dライブイメージングによる膜交通の解析

2 超解像深部ライブイメージングを可能にする補償光学

―光の乱れを補正する超解像システム

3 超解像蛍光相関分光法

―STED-FCSによる分子動態の計測

4 ライトシート型超解像顕微鏡による3Dライブイメージング

―高速・低侵襲かつ三次元分解能に優れた新手法

5 SEM連続断面観察(SSSEM)法による三次元形態観察

―電子顕微鏡を用いたnmスケールの3D観察

6 超解像イメージングデータのクラウド型画像処理

―多次元大容量のデータ処理システム


索引

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