セルカウント・細胞数カウントに活用するLumascope蛍光顕微鏡
培養中の細胞を撮影し、細胞数の変化を画像から評価。
接着細胞の増殖を継続的に調べたい。蛍光陽性細胞の割合を確認したい。複数のウェルを撮影し、細胞数と形態の変化を比較したい。
etaluma社のLumascope（ルマスコープ）は、インキュベーター内で使用できる小型の倒立型蛍光顕微鏡です。取得した画像をLumaquantなどの画像解析ソフトウェアと組み合わせることで、セルカウント・細胞数カウントや核数の計測に活用できます。
培養容器内の接着細胞を観察する方法では、観察のための細胞剥離を行わずに画像を取得できます。ライブセルイメージングに適した条件を設定することで、細胞数に加え、形態や蛍光シグナルの経時変化も記録できます。
セルカウント・細胞数カウントとは
セルカウントとは、試料中や画像内に存在する細胞の数を計測することです。播種条件の調整、細胞増殖の評価、薬剤処理後の変化の確認、蛍光陽性細胞の割合の算出などに用いられます。
目的によって、必要な測定値は異なります。懸濁液の細胞濃度を求める場合は「cells/mL」、顕微鏡画像の細胞数を比較する場合は「細胞数／視野」や「細胞数／mm²」など、測定対象に合った単位を選びます。
血球計算盤・細胞数カウンター・顕微鏡画像解析の違い
方法 | 主な測定対象・得られる情報 | 活用する場面 |
|---|---|---|
血球計算盤と顕微鏡による手動計数 | 既知の体積内にある細胞を数え、懸濁液の細胞濃度を算出 | 播種前の細胞濃度の調整など |
懸濁液を測定するタイプの自動細胞数カウンター | 採取した試料の細胞数・細胞濃度。生死判別の可否は装置と測定法による | 継代・播種時の計数を効率化したい場合 |
顕微鏡撮影と画像解析を組み合わせる方法 | 画像内の細胞数・核数、形態、蛍光シグナルなど | 培養中の接着細胞や、同じ観察領域の経時変化を評価したい場合 |
Lumascopeを使う方法は、顕微鏡画像を取得して解析する構成です。研究目的が「懸濁液の細胞濃度の測定」なのか、「培養中の細胞の変化の観察」なのかを整理すると、装置や解析方法を選びやすくなります。
このようなセルカウントの課題に
顕微鏡画像を見ながら細胞を手作業で数えており、画像数が増えると解析に時間がかかる。
接着細胞を培養したまま、細胞数の変化を追いたい。
蛍光標識された細胞と、全体の細胞数を比較したい。
複数ウェル・複数視野の画像を、決めた時間間隔で取得したい。
細胞数だけでなく、細胞形態や蛍光シグナルも同じ実験で記録したい。
Lumascopeによる撮影と画像解析を組み合わせることで、画像の取得から細胞数の評価までの作業を組み立てられます。自動化する範囲は、選択するモデル、解析ソフトウェア、対象細胞の画像特性に応じて設定します。
Lumascopeで行う顕微鏡ベースの細胞数カウント
インキュベーター内でライブセルイメージング
Lumascopeは、培養インキュベーターや限られた作業スペース内で使用できるコンパクトな設計です。培養環境下でタイムラプス撮影を行い、設定した間隔で細胞の画像を記録できます。
接着細胞の経時観察では、各時点で別の試料を回収する方法に加え、同じ培養容器・観察領域を継続して撮影する方法を検討できます。観察環境の温度やCO₂濃度などは、使用するインキュベーターの条件に合わせて管理します。
3色蛍光と明視野・位相差観察を研究に合わせて選択
LS820・LS850は青・緑・赤の3色蛍光に対応しています。核や目的タンパク質、蛍光レポーターなどを画像として記録し、解析で使用する情報を取得できます。
例えば、核染色を利用した核数カウントと、蛍光レポーター陽性細胞の検出を組み合わせる方法が考えられます。実験では、色素やレポーターの励起・蛍光スペクトルと装置のフィルター構成との適合を確認します。
明視野・位相差観察は、非染色細胞の形態や培養状態の確認に活用できます。使用できる観察モードと必要なアクセサリは、導入する構成をご確認ください。
LS850で複数ウェル・複数視野の撮影を自動化
LS850は、自動XYステージとオートフォーカスを備えたモデルです。複数の観察位置を設定し、ウェルや視野を移動しながら画像を取得できます。
薬剤濃度や培養条件の異なるウェルを比較する実験、多点で細胞数の経時変化を評価する実験に適しています。実際の撮影間隔は、視野数、蛍光チャンネル数、露光時間、オートフォーカスの設定などに合わせて決めます。
細胞数カウントの自動化は、撮影と画像解析を組み合わせて
画像を自動取得する機能と、画像内の細胞を検出して数える機能は、それぞれ役割が異なります。細胞数カウントを自動化する際には、顕微鏡の撮影設定に加え、対象の検出・分離・除外条件を設定します。
ソフトウェア | 役割 | セルカウントでの使い方 |
|---|---|---|
LumaViewPro | LS820・LS850の制御と画像取得 | 撮影位置、蛍光チャンネル、タイムラプスなどを設定して画像を保存 |
Lumaquant | 取得画像の解析。国内製品ページでは有償解析ソフトウェアとして紹介 | Cell Count、Nuclei Countなどの解析レシピを使用し、細胞・核の検出や計数を行う |
ImageJ／Fiji、CellProfilerなど | 外部の画像解析環境 | 保存した画像に対して、対象の分割・計数などを行う解析方法を検討 |
Lumaquantは、蛍光・明視野・位相差画像の2Dおよび2D＋時間データの解析に対応するソフトウェアとして紹介されています。検出した対象について、形態、蛍光強度、移動などの情報も解析できます。
Lumaquantの提供状況、ライセンスに含まれる機能、対象画像への適合についてはお問い合わせください。外部ソフトウェアを使用する場合も、読込形式や解析手順を含め、実際の画像で計数結果を確認することが大切です。
研究目的に合わせたセルカウントの活用例
接着細胞の増殖・培養状態の評価
培養中の細胞を継続して撮影し、各時点の細胞数や核数を計測することで、観察領域内の数の変化を比較できます。画像には形態や密集の状態も残るため、数値と画像を照らし合わせた評価が可能です。細胞数の増減は、分裂だけでなく、細胞死、剥離、観察領域への出入りによっても変化します。増殖の評価では、これらの要因も画像から確認します。
蛍光陽性細胞の割合・トランスフェクション効率の評価
全細胞を検出するための画像情報と、目的の蛍光シグナルを組み合わせ、蛍光陽性細胞の割合を評価する方法に活用できます。
蛍光陽性細胞率（％）＝蛍光陽性と判定した細胞数 ÷ 同じ解析領域の総細胞数 × 100
核を基準に解析する場合は、核と細胞の対応関係を確認し、細胞単位で陽性・陰性を判定します。陽性判定のしきい値は陰性対照などを用いて設定します。
薬剤処理・培養条件による変化の比較
処理条件の異なる試料を撮影し、細胞数、形態、蛍光シグナルの変化を組み合わせて評価できます。細胞数の減少を認めた場合も、細胞死、剥離、増殖抑制などの可能性を、画像や別の評価指標と合わせて検討します。生存率や細胞死を評価する場合は、目的に適した染色・マーカーと判定基準を設定します。
細胞数・核数・コンフルエンスを区別して評価
指標 | 表すもの | 評価するときのポイント |
|---|---|---|
細胞数 | 検出した細胞の個数 | 細胞同士の接触や重なりを正しく分離できているか確認 |
核数 | 検出した核の個数 | 多核細胞や核の断片化がある試料では、細胞数との対応に注意 |
コンフルエンス | 解析領域のうち、細胞が覆う面積の割合 | 細胞の大きさや形態によって変わるため、細胞数とは別に評価 |
核は、染色によって背景と区別しやすくなるため、画像解析で検出対象として用いられます。単核細胞で核と細胞が対応していることを確認できれば、核数を細胞数の評価に利用できます。
細胞の広がり方が変われば、細胞数が同じでもコンフルエンスは変化します。研究目的に合わせて、細胞数・核数・面積の指標を選びましょう。
セルカウントに使用するモデルの選び方
項目 | LS820 | LS850 |
|---|---|---|
主な観察方法 | 定点での経時観察 | 複数ウェル・複数視野での経時観察 |
XY位置の移動 | 手動での位置調整。ステージ構成は要確認 | 自動XYステージ |
焦点調整 | オートフォーカス対応 | オートフォーカス対応 |
蛍光観察 | 青・緑・赤の3色 | 青・緑・赤の3色 |
検討に適した実験 | 特定の視野で細胞数や形態を追いたい実験 | 複数条件を多点撮影して比較したい実験 |
観察したい位置の数がモデル選定のポイントです。定点でのタイムラプス観察にはLS820、位置の移動も含めた多点撮影にはLS850を検討できます。
いずれのモデルでも、細胞数の計測には画像解析の構成と条件設定が必要です。明視野・位相差、対物レンズ、容器ホルダーなどを含め、実験に合った構成をご相談ください。
顕微鏡画像から細胞数をカウントする5つのステップ
以下は、画像解析によるセルカウントを検討する際の一般的な流れです。対象細胞や実験目的に合わせて条件を設定します。
1．測定する対象と指標を決める
細胞全体、核、蛍光陽性細胞など、何を数えるかを決めます。細胞数／視野、面積当たりの細胞数、陽性細胞率など、出力する指標と解析領域も定義します。
2．撮影条件を設定する
培養容器、対物レンズ、観察位置、蛍光チャンネル、撮影間隔を選びます。細胞同士を区別できる解像度とコントラストを確保し、ライブセル観察では光照射や染色による影響も確認します。
3．代表画像で解析条件を調整する
背景との区別に用いるしきい値、検出対象のサイズ、接触した細胞・核の分離条件を設定します。低密度・高密度、対照・処理群など、実験中に生じる画像の違いを含めて検討します。
4．検出結果を元画像と照合する
検出した輪郭やラベルを元画像に重ね、見逃し、二重カウント、複数細胞の一体化、デブリの誤検出を確認します。代表画像での目視計数と比較し、解析条件が妥当か検証します。
5．複数画像・時系列を解析して比較する
検証した解析手順を画像群に適用します。撮影条件、解析条件、ソフトウェアのバージョンを記録し、ウェル・観察位置・時点を対応づけて結果を整理します。
セルカウントの結果を確認するためのポイント
カウントする範囲を明確にする
1視野で得た細胞数は、その視野内の数です。ウェル全体の細胞数を求めたい場合は、撮影範囲とサンプリング方法を設計します。画像をつなぎ合わせる場合は、重複領域での二重計数にも注意します。
高密度画像での分離を確認する
細胞や核が密集すると、複数の対象が1つとして検出される場合があります。対象に合わせて分離条件を調整し、密集領域でも元画像との照合を行います。
非染色画像は、細胞の境界が判別できるか確認する
明視野・位相差画像では、細胞の形態、コントラスト、密集状態によって検出の難しさが変わります。必要に応じて核染色などの情報を利用する方法も検討します。
細胞数の変化と生存率を分けて解釈する
細胞数や核数だけでは、生細胞・死細胞の判別ができない場合があります。生存率を求める実験では、生死判別の測定法と解析条件を別途設定します。
国内でのLumascope採用・観察事例
オレンジサイエンスのWebサイトでは、国内研究機関でのLumascope採用や観察事例を紹介しています。
研究機関 | 掲載されている装置・事例 |
|---|---|
東京大学大学院農学生命科学研究科 | LS620を用いたマウス着床前胚発生の観察 |
国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター | LS850の採用とインキュベーター内への設置 |
ご自身の細胞や培養容器でどのような画像が得られるか、セルカウントに適した画像を取得できるかは、実際のサンプルで確認することをおすすめします。
セルカウント・細胞数カウントのよくある質問
Lumascopeで細胞数カウントを自動化できますか？
Lumascopeで取得した画像と、Lumaquantなどの対応する画像解析ソフトウェアを組み合わせて、自動計数を行う構成を検討できます。LS850では、XYステージによる多点撮影も自動化できます。対象の検出条件を設定し、実際の画像で結果を確認することが必要です。
接着細胞を剥がさずに細胞数をカウントできますか？
接着した状態の細胞を撮影し、画像内の細胞や核を検出する方法を利用できます。計数できる範囲や精度は、細胞の密度、形態、染色、撮影・解析条件によって変わります。
蛍光染色なしでも細胞数カウントはできますか？
明視野・位相差画像を利用する方法があります。ただし、細胞の境界が不明瞭な画像や密集した画像では分離が難しくなることがあります。目的の試料で検出結果を確認し、撮影方法と解析方法を選択してください。
核を数えれば細胞数になりますか？
核と細胞が1対1に対応する試料では、核数を細胞数の評価に利用できます。多核細胞、分裂中の細胞、核が断片化した細胞などが含まれる場合は、対応関係を確認して解釈します。
コンフルエンスから細胞数を求められますか？
コンフルエンスは、細胞が覆う面積の割合です。同じ値でも、細胞の大きさや形態によって細胞数は変わります。換算を行う場合は、対象細胞と培養条件に応じて、実測した細胞数との関係を検証する必要があります。
生細胞・死細胞も同時に数えられますか？
生死判別に適した染色やマーカーを使用し、その情報を解析できる構成であれば検討できます。核数や細胞数の計測だけで生存率が決まるわけではないため、蛍光チャンネル、測定法、判定基準を合わせてご相談ください。
デモ機を使って自分の細胞で確認できますか？
オレンジサイエンスでは、一部製品のデモ機貸出に対応しています。Lumascopeの貸出対象機種、日程、条件についてお問い合わせください。撮影画像と解析結果を確認することで、導入する構成を検討しやすくなります。
セルカウントに適したLumascopeの構成をご相談ください
対象細胞や観察方法によって、必要な対物レンズ、蛍光チャンネル、撮影位置の数、画像解析ソフトウェアは異なります。
お問い合わせの際は、以下の情報をお知らせください。
細胞の種類、接着細胞・浮遊細胞の別
使用する培養容器と、観察したいウェル数・視野数
非染色・蛍光染色の別と、使用する色素やレポーター
撮影間隔と観察期間
計測したい指標：細胞数、核数、陽性細胞率など
現在の撮影・計数方法と、改善したい作業
研究目的に合ったモデルや撮影・解析構成、デモ機貸出について、オレンジサイエンスへご相談ください。
etaluma社 ライブセルイメージングシステム Lumascope
エタルマのLumascope（ルマスコープ）は、優れた感度、解像度、ゼロピクセルシフトを備えた、半導体光学の新しいコンセプトで設計された、倒立型小型蛍光顕微鏡です。
そのコンセプトのデザインにより、インキュベーター、ドラフトチャンバーなどの限られたスペースの中で使用でき、幅広いラボウエアでのライブセルイメージングを可能にします。
LS820
LS820 は、現行のモデルにオートフォーカス機能が追加され、低コストでのオートフォーカス3色蛍光観察が可能になりました。ソフトウエアも新しくなり、より簡単に、高画質な画像データの取得ができます。
LS850
LS850 は、現行の自動XYステージのついたLS720全自動モデルの改良版です。新たな位相差技術により、位相差照明をコンパクトにし、オプションのタレットにより、4つの対物レンズを搭載することが可能となりました。
各モデルの詳細は下記からご確認下さい。
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