切片とは
切片とは、主に顕微鏡観察や分析のために、細胞や組織、材料などを薄く切り取った断片のことを指します。切片は、研究や診断、教育などで利用され、対象物の内部構造や細胞の状態、化学的特性などを詳細に観察するために作成されます。
切片の種類
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組織切片
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生物の組織を薄く切り取ったものです。医療分野では、組織切片を顕微鏡で観察し、病理診断や研究に使用します。
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例: 癌の診断のために腫瘍から作成される切片、脳組織の構造を研究するための切片など。
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細胞切片
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細胞を含む薄い層を切り取ったものです。細胞の形態や内部構造を観察するために使用されます。
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例: 血液細胞や皮膚細胞の切片、培養細胞の切片など。
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生きた細胞・組織の切片
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生きた状態で維持された細胞や組織を薄く切り取ったものです。生きた細胞の挙動や代謝を観察するために使用されます。
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例: 神経細胞の活動を観察するための脳切片、生きた心筋組織の切片など。
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材料切片
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金属やプラスチックなどの材料を薄く切り取ったものです。材料の内部構造や欠陥、化学組成を調べるために使用されます。
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例: 金属の結晶構造を研究するための切片、電子デバイスの断面を観察するための切片など。
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切片作成の目的
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顕微鏡観察
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切片を顕微鏡下で観察することで、組織や細胞の詳細な構造を確認します。
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病理診断
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病気の診断に役立つ情報を得るために、患者の組織から切片を作成して分析します。
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研究
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生物学的、化学的、物理的な研究において、切片を使用してサンプルの構造や特性を調査します。
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教育
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顕微鏡を使って生物学的構造を学ぶための教材として、切片が使用されます。
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切片の作成方法
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切片は、目的に応じてさまざまな方法で作成されます。一般的には、対象物を固定してから薄く切り取るか、生きた状態で直接切り取ります。切片の厚さや形状は、観察方法や分析手法に合わせて調整されます。
切片を用いることで、対象物の内部構造や成分を詳細に調査できるため、さまざまな科学分野で広く活用されています。
切片使用のアプリケーション例
切片を使用したアプリケーションの例は、さまざまな研究分野や診断手法に広がっています。以下に、代表的な応用例をいくつか挙げます。
病理学的診断
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概要: 患者の組織サンプルから作成された切片を顕微鏡で観察し、病気の診断や病変の特定を行います。
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応用例
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癌診断: 腫瘍の組織切片を用いて、癌細胞の存在や浸潤度を評価し、診断に役立てます。パラフィン切片がよく使用されます。
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感染症の特定: 組織切片を染色し、病原体の存在を確認して、感染症の診断に利用します。
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神経科学研究
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概要: 脳や脊髄などの神経組織から作成された切片を用いて、神経回路の構造や機能を研究します。
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応用例
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脳回路の解析: ビブラトーム切片を使用して生きた脳組織の活動を観察し、神経細胞の相互作用やシナプス機能を解析します。
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アルツハイマー病の研究: パラフィン切片を用いて、アミロイド斑や神経原線維変化などの病理マーカーを観察し、病気の進行を研究します。
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発生生物学
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概要: 発生中の胚や胎児の組織切片を観察し、組織や器官の発達過程を研究します。
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応用例
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胚の組織発達の観察: シリアル切片を用いて、発生中の胚の三次元構造を再構築し、発達過程を詳細に研究します。
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遺伝子発現の解析: 凍結切片を用いて、特定の遺伝子の発現パターンを免疫組織化学染色や蛍光顕微鏡で観察します。
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癌研究
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概要: 癌組織や細胞を切片化して、癌の進行や転移、治療効果を研究します。
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応用例
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腫瘍微小環境の解析: パラフィン切片を用いて、腫瘍内の血管形成や免疫細胞の分布を観察し、治療標的を特定します。
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治療効果の評価: 凍結切片や免疫染色を用いて、抗癌剤や放射線治療後の細胞死や組織の変化を評価します。
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免疫学研究
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概要: 免疫系の細胞や組織を切片化して、免疫反応のメカニズムや炎症の過程を研究します。
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応用例
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リンパ組織の解析: パラフィン切片を用いて、リンパ節や脾臓の構造を観察し、免疫細胞の分布や活性を研究します。
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自己免疫疾患の研究: 組織切片を用いて、自己抗体の標的となる組織の変化を観察し、疾患メカニズムを解明します。
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材料科学
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概要: 材料や金属を切片化して、内部構造や結晶構造、欠陥などを観察します。
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応用例
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金属の結晶構造解析: 樹脂包埋切片を作成し、電子顕微鏡で観察して金属の結晶構造や欠陥を解析します。
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複合材料の断面観察: 材料の層構造や接合部の解析に切片を使用し、材料の特性や耐久性を研究します。
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薬理学研究
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概要: 薬物の作用や副作用を組織切片を用いて評価し、新薬の開発や効果のメカニズムを研究します。
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応用例
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薬物の組織分布の解析: 凍結切片や蛍光染色を用いて、薬物が体内でどのように分布し、どの組織に作用するかを観察します。
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薬物の毒性評価: 肝臓や腎臓の組織切片を用いて、薬物の毒性による組織損傷を観察し、安全性を評価します。
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これらのアプリケーションは、切片を使用して得られる詳細な構造情報や組織の状態を活かして、さまざまな研究や診断が行われています。切片作成と観察技術の進歩により、研究や診断の精度が向上し、新しい発見や治療法の開発に貢献しています。
研究において切片を使用する目的
研究において切片を使用する目的は、対象物（細胞、組織、材料など）の内部構造や特定の成分を詳細に観察し、分析することです。以下に、具体的な目的をいくつか挙げます。
組織構造の詳細な観察
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目的: 組織や細胞の内部構造を観察し、正常な状態と異常な状態を比較・分析します。
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応用例: 癌組織の観察により、腫瘍の種類や進行度を診断する。また、臓器の組織構造を詳細に研究し、その機能や病気の影響を理解します。
病理診断の補助
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目的: 患者から採取した組織や細胞を切片にして顕微鏡で観察し、病気の診断や進行度の評価を行います。
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応用例: パラフィン切片を使用して、癌細胞の存在や腫瘍の境界を確認し、正確な診断を下す。また、凍結切片を用いて迅速な診断が必要な場合にも使用されます。
細胞や組織の機能解析
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目的: 生きた細胞や組織の機能や代謝をリアルタイムで観察し、細胞間の相互作用や生理的反応を研究します。
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応用例: ビブラトーム切片を用いて神経細胞の活動を観察し、神経回路の働きを解析する。また、生きた組織切片を使って薬物の効果や副作用を研究することもあります。
分子やタンパク質の局在解析
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目的: 特定の分子やタンパク質が細胞や組織内でどのように分布しているかを観察し、機能や役割を明らかにします。
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応用例: 免疫染色を用いて、癌細胞内の特定のタンパク質の発現パターンを解析し、治療標的を特定します。また、遺伝子発現の場所を可視化することで、発生過程や疾患メカニズムの理解を深めます。
薬物効果や毒性の評価
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目的: 薬物がどの組織に作用し、どのような影響を及ぼすかを切片を使って評価します。
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応用例: 肝臓や腎臓の切片を用いて、薬物の毒性による組織損傷の程度を観察し、新薬の安全性を評価します。また、薬物が特定の細胞にどのように影響するかを観察することで、効果的な治療法の開発に役立てます。
立体構造の再構築と解析
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目的: シリアル切片を使用して、組織や細胞の三次元構造を再構築し、複雑な構造や相互作用を理解します。
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応用例: 発生中の胚の三次元構造を解析し、器官形成のプロセスを理解する。また、脳回路の三次元構造を再構築することで、神経経路の働きを詳細に解析します。
病態生理学の研究
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目的: 疾患や異常状態が細胞や組織に与える影響を観察し、そのメカニズムを解明します。
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応用例: アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の組織切片を観察し、病理学的変化を明らかにする。また、自己免疫疾患における組織損傷のメカニズムを解析する研究にも使用されます。
教育およびトレーニング
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目的: 学生や研究者が生物学的構造や病理学的変化を学習するための教材として使用されます。
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応用例: 医学部や生物学の講義で、組織や細胞の切片を観察し、正常な構造と異常な構造の違いを学びます。また、研究者が新しい観察技術や分析手法を習得するためのトレーニングにも利用されます。
これらの目的を達成するために、切片は研究において不可欠なツールとして広く利用されており、対象物の詳細な観察や解析に寄与しています。
切片を使用するメリット
切片を使用することには、以下のような多くのメリットがあります。これらの利点により、切片は生物学、医学、材料科学などさまざまな分野で重要なツールとして広く使用されています。
内部構造の詳細な観察
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メリット: 切片を使用することで、対象物の内部構造を詳細に観察することができます。これにより、細胞や組織の形態、病変の状態、材料の内部構造を直接評価できます。
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応用例: 癌組織の切片を観察し、腫瘍の種類や浸潤の深さを評価することで、正確な診断が可能になります。
高い空間解像度
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メリット: 切片化により、光学顕微鏡や電子顕微鏡で非常に高い空間解像度で観察ができます。特に、ウルトラミクロトームで作成された超薄切片は、ナノメートルレベルの観察が可能です。
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応用例: 電子顕微鏡で細胞の超微細構造やウイルスの観察を行い、分子レベルの詳細な情報を得ることができます。
染色による特異的な構造の可視化
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メリット: 切片に特定の染色を施すことで、特定の細胞構造や分子、タンパク質などを可視化することができます。これにより、目的の構造や物質を選択的に観察できます。
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応用例: 免疫染色を用いて、特定のタンパク質や遺伝子の発現パターンを観察し、病気の進行や治療効果を評価します。
定量解析の可能性
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メリット: 切片を使用することで、細胞や組織内の特定の構造や分子の量を定量的に評価することができます。画像解析ソフトウェアを使用することで、組織内の細胞数や染色強度を測定できます。
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応用例: 腫瘍の切片を解析し、癌細胞の割合や増殖指数を定量的に評価することで、患者の予後を予測します。
組織や細胞の保存と再観察
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メリット: 切片化された組織や細胞は、長期間保存が可能であり、必要に応じて何度も観察することができます。特にパラフィン切片は、保存性が高く、数年後でも再観察が可能です。
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応用例: 過去の切片を再分析して、新しい研究技術を適用することで、さらなる知見を得ることができます。
比較的簡便な操作
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メリット: 切片作成の手技は、専用の機器や一定の技術を要するものの、比較的広く普及しており、研究室で簡便に行うことができます。また、多くの研究者が利用できる技術であるため、結果の再現性も高いです。
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応用例: パラフィン切片作成は、標準的な病理学の研究手法であり、ほぼすべての病理研究室で実施可能です。
多様な分析技術との組み合わせ
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メリット: 切片は、光学顕微鏡、電子顕微鏡、蛍光顕微鏡、質量分析など、さまざまな分析技術と組み合わせて使用できます。これにより、異なるスケールや視点から対象物を多面的に解析できます。
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応用例: 蛍光顕微鏡を用いて、同一切片で複数の蛍光標識タンパク質を同時に観察し、細胞間の相互作用を解析します。
複数のサンプルを同時に解析可能
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メリット: 複数の切片を同時に観察・解析することで、同一の手法で複数のサンプルを比較でき、統計的な解析が可能です。これにより、より信頼性の高いデータを得ることができます。
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応用例: 複数の患者から採取した腫瘍組織切片を同時に解析し、治療効果の違いやバイオマーカーの発現パターンを比較します。
これらのメリットにより、切片は研究において不可欠なツールとして広く利用され、精度の高い観察や解析を実現しています。
研究で使用される切片例
研究でよく使用される切片には、特定の組織や器官に基づいた様々な形式があります。以下にいくつかの例を挙げます。
脳切片
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神経回路の研究、脳疾患（アルツハイマー病、パーキンソン病など）の病理学的研究、ニューロンの形態や機能の解析
肺切片
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呼吸器疾患（肺炎、COPD、肺癌など）の研究、肺組織の構造解析、酸素交換機能の評価
肝臓切片
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肝臓疾患（肝硬変、肝炎、肝癌など）の病理学的研究、脂肪肝や肝毒性の評価、薬物代謝の解析
腎臓切片
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腎疾患（慢性腎臓病、糖尿病性腎症など）の研究、腎臓の微細構造や機能の解析、糸球体や尿細管の観察
心臓切片
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心筋梗塞、心不全の研究、心筋組織の構造解析、心臓の再生医療の研究
皮膚切片
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皮膚疾患（アトピー性皮膚炎、皮膚癌など）の研究、皮膚バリア機能の解析、創傷治癒の研究
脾臓切片
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免疫機能の研究、血液疾患の解析、感染症に対する反応の評価
腫瘍切片
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がんの進行や転移の研究、がん治療の効果の評価、がんマーカーの解析
これらの切片は、それぞれの研究対象に応じて異なる形式で作成され、具体的な解析や観察に利用されます。
Precisionary ビブラトーム VF-510-0Z
Precisionary Compresstome® VF-510-0Zは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。解析した後、組織を取り出しスライスしたり、組織1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
特許取得済みの圧縮技術によりビビリ・チャタリングなしで切片を作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持。良質な実験結果を保証します。
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従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
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Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
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持ち運びに便利な軽量設計
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完全自動化：切開＋厚み調整
特徴
A. 耐久性
静かで耐久性のあるパワフルなコードレスモーターを搭載
B. 洗浄が簡単
取り外し可能なバッファートレイとチューブベースにより、洗浄とチューブサイズの変更が容易
C. 切断サンプルの迅速な装填
スライド式コントロールボックスのワンタッチロック解除機構により、迅速なサンプルローディングが可能
D. ユーザーフレンドリーなコントロール
完全に統合されたコントロールボックスは、組織切片作成を制御するための直感的な制御パラメータを備えています。
E. 複数のブレードタイプに対応
新しいマグネット式ブレードホルダーにより、ステンレス製ブレードはマグネットで簡単に装着でき、セラミック製およびタングステン製ブレードは接着剤で装着できます。
F. 取り付けが簡単なブレードホルダー
ブレードの角度が固定されているため、手動での位置合わせが不要。
G. ミクロトームの長寿命化
内蔵のシースルーカバーにより、エアロゾル化した緩衝液から振動部を保護
Compresstome©ビブラトームの利点
アガロース包埋
アガロース包埋とは、Compresstome©振動型マイクロトームで組織切片を切り出す前に、組織試料をアガロース溶液で包埋することです。切片作製にかかる時間はほんのわずかで、より健康的で滑らかな組織スライドを作製できます。
Auto Zero-Z®テクノロジー
振動ヘッドは、Z軸方向の振動をなくすように正確に調整されています。Auto Zero-Z®テクノロジーは、生きた組織サンプルの表面細胞へのダメージを軽減し、薄切片のチャタリングを低減してイメージング結果を向上させます。
豊富なアプリケーション例
Precisionary社は、20年近くにわたり組織スライス装置を専門に扱ってきた会社です。免疫組織学や組織切片の培養、電気生理学や植物研究など、幅広いアプリケーションと引用実績があります。
仕様
レビュー
ジョナサン・ティン博士
アレン研究所
この装置の主な利点は、スライスのスピードが速いことと、アガロース包埋による手動の安定化です。冠状面でも水平面でも均一なスライスを作成することができ、経心筋灌流、脳の摘出、スライスをすべて10分以内に完了させることが日常的になっています。
クラウディア・ローベル博士
ミシガン大学
Compresstomeビブラトームを精密肺切片（PCLS）実験に使用していますが、切片作成に非常に満足しています。Compresstome は定期的に（週に何日も）使用しています。
Shaoyu Ge博士
神経生物学部門、SUNY
私たちは様々なベンダーのミクロトームを使用した経験がありますが、Compresstome®の優れたスライス能力に興奮しています。
Cynthia Koziol-White博士
ラトガース大学
Compresstomeは本当にきれいな肺切片を作ることができただけでなく、Krumdieckよりも多くの肺切片を作ることができました。低融点アガロースを注入した肺サンプルを切開したのですが、Compresstomeのおかげで数日間PCLSを作ることができました。これにより、肺スライスからの出力はKrumdieckより大幅に増加しました。
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