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走査型電気化学顕微鏡(SECM:Scanning Electrochemical Microscopy)とは
  走査型電気化学顕微鏡(SECM: Scanning Electrochemical Microscopy)とはプローブ顕微鏡の一種で、一定電圧を印加
  した微小電極をプローブとし、対象試料の近傍を走査します。
  プローブから得られる電流は、対象物の電気化学的性質や電気伝導性、対象物とプローブ先端との距離によって変化します。
  得られた電流データを元に、対象物の表面状態や形状・動きを可視化・解析することで目的とする情報を得ることができま
  す。従来は腐食研究や液液界面研究、半導体等の工業系で使用されてきましたが、近年、酵素活性や細胞代謝など、生物系
  への応用が盛んに行われています。
走査型電気化学顕微鏡の測定原理(心筋細胞の拍動測定の場合)
酸化・還元反応によるアプローチカーブ 一般的に走査型電気化学顕微鏡では、電気化学活性腫を含む溶液(培地)を用います。得られる電流値はこの電気化学活性腫の酸化・還元反応に伴うものですが、その値は物質の拡散速度に依存します。したがって、酸化・還元反応の場であるプローブ近傍の空間の大きさ、つまりプローブと対象物の距離に応じて得られる電流値は変化します。
細胞形状の変化による電流波形の様子 拍動している心筋細胞の近傍にプローブをセットすると、拍動に伴う細胞形状の変化により、プローブ先端と細胞表面の距離が周期的に変化します。この時、周期的に変化した電流波形が得られ、波形を解析することで拍動回数や拍動に要する時間等を解析することができます。
走査型電気化学顕微鏡の形状測定原理
   測定対象物の形状を三次元測定する場合も、心筋細胞の拍動測定同様に、プローブとの距離に応じて電流値が変化する
   ことを利用します。
酸化・還元反応によるアプローチカーブ 細胞などの上にプローブをセットし、一定の高さを維持して水平方向に走査すると、プローブ先端と細胞との距離に応じた電流データが得られます。この測定を、開始位置を少しずつ移動させながら繰り返し行うと、細胞全体の形状を読み取ることができます。さらに得られたデータを統合し、距離-電流値の関係性から電流データを高さデータに変換することで、細胞の体積を計算することができます。

さらに走査型電気化学顕微鏡では、距離-電流値の関係から、プローブの先端から対象物までの距離を一定に保ちながらの走査が可能です。この測定方法は破骨細胞により形成された骨吸収窩など、比較的深い、あるいは高い形状の測定に適しています。
酸化・還元反応によるアプローチカーブ 測定ポイントごとにプローブを対象物に接近させ、一定の距離になる位置で停止させます。この時のプローブ位置情報を読み取ることで対象物の形状を捉えることができます。この測定方法の場合も、同様に対象物の体積や容積を計算することができます。
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