ミクロトームとは
ミクロトーム（microtome）は、非常に薄い切片を作るための精密な切断装置です。主に生物学や医学、材料科学の分野で使用され、組織や材料の微細構造を顕微鏡で観察するために利用されます。
ミクロトームの主な特徴
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切断精度: ミクロトームは、数ミクロン（µm）から数百ミクロンの厚さまでの切片を作成することが可能です。
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用途: 生物組織（例: 脳、肺、腫瘍など）や材料（例: プラスチック、金属など）のサンプルを薄切りにしてスライドガラスに載せ、染色や顕微鏡観察を行うために使用されます。
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素材: 刃は通常、鋼、ガラス、またはダイヤモンドでできており、観察対象や必要な切片の精度によって選ばれます。
ミクロトームの種類
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回転式ミクロトーム: 手動または半自動で使用される一般的なタイプ。回転するハンドルで刃が試料に対して前後する。
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冷却ミクロトーム（クライオスタット）: サンプルを冷凍状態で切断するタイプ。凍結した組織や脂肪分の多いサンプルに適しています。
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振動式ミクロトーム: 生体サンプルを切断する際に用いられ、特に神経科学で広く使用されています。
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超薄切片用ミクロトーム（ウルトラミクロトーム）: 電子顕微鏡観察用に50nm程度の非常に薄い切片を作成できます。
使用の流れ
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サンプルをミクロトームにセット。
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刃の角度や切断厚を調整。
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刃を動かして切片を作成。
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切片をスライドガラスやグリッドに移して観察準備を行う。
主な利用分野
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病理学: 病気の診断や研究において組織サンプルを観察。
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神経科学: 脳組織の構造や接続を調べる。
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材料科学: 複合材料や金属の内部構造を分析。
ミクロトームは、微細構造を正確に観察するための重要なツールであり、研究や臨床で広く利用されています。
ミクロトームを使用する目的
ミクロトームを使用する主な目的は、サンプルの微細構造を観察可能にするために、非常に薄い切片を作成することです。この切片を顕微鏡で観察することで、組織や材料の詳細な構造、成分、異常を明らかにすることができます。以下に具体的な目的を挙げます。
1. 顕微鏡観察
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光学顕微鏡: 組織や材料を透過光で観察するためには、薄く透明な切片が必要です。
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電子顕微鏡: 超薄切片を作成することで、サンプルの超微細構造をナノスケールで観察できます。
2. 医学・病理学分野
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病理診断: 病気の診断に使用される組織切片を作成。例として、がん細胞の有無や種類を特定する。
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臨床検査: 生検や手術で採取した組織を切片にして、異常を確認。
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研究: 疾患モデルや治療効果の研究に使用。
3. 神経科学や生物学研究
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脳組織の解析: 神経回路や細胞構造を調べるために、脳切片を作成。
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発生生物学: 胚や組織の発達過程を観察。
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免疫染色: 特定の分子やタンパク質を標的にした染色を行い、局在を確認。
4. 材料科学分野
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複合材料の内部構造解析: プラスチック、金属、セラミックスの薄片を作り、構造や欠陥を分析。
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ナノスケールでの研究: 物質の微細構造を調べ、製造プロセスや特性改善に役立てる。
5. 教育 ・訓練
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学生の学習: 生物学や医学の分野で、組織構造を理解するための標本作成。
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技能訓練: 病理学者や技術者がスライス技術を学ぶため。
6. 新薬開発
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薬物効果の評価: 動物モデルの組織を切片化し、薬物がどのように作用するかを調べる。
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毒性試験: 組織に対する薬物や化学物質の影響を評価。
ミクロトームを使用することで、肉眼では観察できない微細な構造や異常を詳細に分析できるため、医学、科学、工学など多岐にわたる分野で不可欠なツールとなっています。
ミクロトーム使用の利点
ミクロトームを使用する利点は、微細構造の観察や研究において、精密な切片作成が可能になることです。具体的な利点を以下にまとめます。
1. 高精度な切片作成
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薄切り可能: 数ミクロン（µm）から数十ナノメートル（nm）までの非常に薄い切片を作成でき、光学顕微鏡や電子顕微鏡での観察に適しています。
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均一な厚さ: 均一な厚さの切片を得られるため、観察結果が再現性を持ちます。
2. 幅広いサンプル対応
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多様な素材の切断: 生物組織（例: 脳、肝臓、腫瘍）から非生物素材（例: プラスチック、金属、セラミックス）まで、幅広いサンプルに対応可能。
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特定の条件で使用可能: 冷凍ミクロトーム（クライオスタット）を用いることで、凍結組織や熱に弱いサンプルの切断が可能。
3. 顕微鏡観察の質を向上
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透明性の確保: 薄切片により、光学顕微鏡での透過光観察が容易。
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微細構造の詳細確認: 電子顕微鏡用に超薄切片を作成し、ナノスケールの観察が可能。
4. 試料の保存と染色が可能
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保存性の向上: スライドガラス上に切片を固定することで、長期間の保存や再観察が可能。
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染色適応性: 切片に対してさまざまな染色方法（例: HE染色、免疫染色）が適用できるため、構造や特定の分子を強調して観察可能。
5. 効率的で繰り返し利用可能
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操作の効率性: 同一サンプルから複数の切片を連続して作成できるため、複数回の試験や観察が可能
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時間の短縮: 自動化されたモデルでは、操作時間が大幅に短縮される。
6. 応用範囲の広さ
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多分野で利用可能: 医学、病理学、神経科学、材料科学など、多岐にわたる分野で使用され、異なる研究目的に対応。
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教育・訓練での活用: 学術研究や教育現場でも標本作成に広く用いられています。
7. サンプルの効率的な利用
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小さなサンプルでも有効利用: 少量のサンプルから複数の薄切片を作成でき、貴重なサンプルを無駄にしません。
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細胞単位の観察が可能: 細胞や組織レベルでの詳細な観察が容易になる。
ミクロトームは、精密で再現性のある切片を作成できるため、微細構造の解析や診断の精度向上、研究効率の向上に大きく貢献します。また、その多機能性と応用範囲の広さは、多くの科学技術分野で重要な利点となっています。
ミクロトームが活用される分野
ミクロトームは、非常に薄い切片を作成するための精密機器として、以下のようなさまざまな分野で広く活用されています。
1. 医学・病理学
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病理診断: 生検や手術で採取された組織を薄切りにし、がんやその他の疾患の診断に使用。
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病理解剖: 組織の異常を調べ、死因や疾患の原因を明らかにするための切片作成。
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組織学研究: 健康な組織や疾患組織の構造を比較し、治療法の開発に役立てる。
2. 神経科学
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脳組織の解析: 脳スライスを作成し、神経回路や細胞構造を研究。
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神経接続の研究: 神経細胞同士のシナプス形成や回路の機能を調査。
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発生過程の観察: 胚発生中の神経系の形成を可視化。
3. 生物学
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発生生物学: 胚や臓器の発達過程を追跡するための薄切片作成。
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植物生物学: 植物の茎、葉、根の構造や病変部の解析。
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免疫学: 免疫染色による特定の細胞やタンパク質の可視化。
4. 薬学・毒性学
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新薬開発: 薬物の作用がどのように組織に影響するかを評価。
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毒性試験: 化学物質が組織や臓器に与える影響を解析。
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薬物動態研究: 投与後の薬物の分布や代謝を組織切片で観察。
5. 材料科学
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複合材料の解析: 金属、セラミックス、プラスチックなどの内部構造を研究。
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欠陥解析: 製造過程で生じた微小な欠陥や異常を調査。
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薄膜研究: 薄膜やコーティング層の厚さと均一性を評価。
6. 法医学
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組織解析: 犯罪捜査や法医学的調査の一環として、組織や細胞の状態を分析。
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毒物検査: 特定の物質が生体組織に与えた影響を調べる。
7. 教育・訓練
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標本作成: 生物学や医学の学生が組織構造を学ぶためのスライド標本を作成。
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技術者訓練: 病理学者や技術者が切片作成技術を習得するために利用。
8. 化粧品科学
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皮膚の研究: 化粧品成分が皮膚に与える影響を調査するための薄切片作成。
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抗老化研究: 表皮や真皮の構造を調 べ、老化防止成分の効果を評価。
9. 電子顕微鏡学
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超薄切片の作成: 電子顕微鏡用のナノスケールの切片を作成し、細胞や材料の超微細構造を解析。
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半導体解析: 半導体デバイス内部の微細構造を調査。
10. 環境科学
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生態系研究: 植物や動物の組織を薄切りにして、環境変化の影響を解析。
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土壌や岩石の解析: ミクロスケールでの構造を調べ、環境プロセスを明らかにする。
ミクロトームは、医学・生物学の基礎研究から工業的な材料開発、法医学や環境科学まで、多くの分野で欠かせない装置です。その高精度な切片作成能力により、さまざまな研究や診断、教育の場面で活用されています。
ミクロトームのアプリケーション例
ミクロトームは、生物学や医学、材料科学などの分野で広く使用され、そのアプリケーションには多様な用途があります。以下に具体的な例を挙げます。
1. 医学・病理学
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がん診断:
がん組織を薄切りにして染色（例: HE染色）を行い、腫瘍細胞の形態や分布を顕微鏡で観察。 -
肝臓の脂肪変性解析:
肝臓組織の切片を作成し、脂肪滴の分布を特定の染色（例: オイルレッドO染色）で可視化。 -
腎臓疾患の研究:
腎臓の糸球体構造や病変部を解析するための薄切片作成。
2. 神経科学
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脳のスライス解析:
脳切片を作成し、神経回路のマッピングやニューロンの分布を調査。例として、免疫染色を用いて特定の神経伝達物質を含む細胞を検出。 -
アルツハイマー病の研究:
病理学的切片を用いてアミロイド斑や神経原線維変化を確認。 -
光学記録実験:
脳の生体切片を使用して神経活動を蛍光顕微鏡で記録。
3. 材料科学
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金属の微細構造解析:
金属合金の切片を作成し、顕微鏡で組織構造や結晶粒界を観察。 -
プラスチックの層構造分析:
複合材料やラミネート製品の薄切片を作成し、各層の均一性を確認。 -
半導体デバイスの断面解析:
ミクロトームで作成した切片を電子顕微鏡で観察し、内部構造を評価。
4. 生物学
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植物組織の観察:
植物の茎や葉を切片化し、細胞壁や導管の構造を調べる。 -
動物の組織学的研究:
発生過程を追跡するために胚の薄切片を作成し、顕微鏡観察。 -
昆虫の内部構造解析:
昆虫の体節や筋組織の観察用に薄切片を作成。
5. 薬学・毒性学
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新薬の効果評価:
薬物が動物モデルの特定の臓器に与える影響を調べるために切片を作成。 -
毒性評価:
化学物質の暴露後の肝臓や腎臓の損傷を解析。 -
ドラッグデリバリーシステムの研究:
ナノ粒子や薬剤が組織内に分布する様子を観察。
6. 電子顕微鏡アプリケーション
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超薄切片の作成:
電子顕微鏡用にナノスケールの切片を作り、ウイルスや細胞小器官（例: ミトコンドリア）の詳細構造を解析。 -
ポリマー材料の解析:
ポリマーの微細構造を透過型電子顕微鏡（TEM）で観察。
7. 法医学
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組織サンプルの分析:
死因特定のために臓器組織を薄切りにして顕微鏡観察。 -
毒物検出:
毒物や薬物が臓器に与える影響を解析するための薄切片作成。
8. 環境科学
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植物の病害研究:
病害を受 けた植物の組織を薄切りにし、病原菌や病変部を観察。 -
土壌や鉱物の解析:
ミクロトームで作成した切片を用いて鉱物組織を顕微鏡で調査。
9. 化粧品科学
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皮膚研究:
化粧品成分の効果を評価するために皮膚切片を作成し、表皮や真皮の構造を解析。 -
抗老化研究:
老化が進んだ皮膚組織の構造を観察し、化粧品の効果を測定。
10. 教育と訓練
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組織標本の作成:
生物学や医学の学生が組織構造を学ぶための標本作成。 -
技術者訓練:
病理切片作成技術の習得を目的とした実習。
ミクロトームは、生物組織や材料を精密に切片化し、顕微鏡観察や解析のために必要不可欠なツールです。医学や科学研究、教育、産業分野など、幅広い用途に対応しています。
Precisionary 振動式ミクロトーム(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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