Marzi, A.; Eder, K.M.; Barroso, Á.; Kemper, B.; Schnekenburger, J. Quantitative Phase Imaging as Sensitive Screening Method for Nanoparticle-Induced Cytotoxicity Assessment. Cells 2024, 13, 697. https://doi.org/10.3390/cells13080697
背景
定量位相イメージング（QPI）は、ナノ粒子の細胞毒性評価において、ラベルフリーかつ高感度な手法として近年急速に研究が進められている。QPIは、生体試料と最小限の相互作用を持つため、細胞のネイティブな状態を維持しつつ詳細な解析が可能である。デジタルホログラフィック顕微鏡（DHM）はQPIの干渉計測技術を応用したものであり、これまでに様々な毒性物質の評価において有望な方法として示されてきた。例えば、HgCl2、カドミウム、リシン、アブリン、抗がん剤エトポシドなどに対しての毒性評価が行われている。
従来の問題点
しかし、ナノ粒子の特異な物理化学的特性により、従来の生化学的試験方法では不十分であることが多い。ナノ粒子は、酵素的に転換された色素や蛍光色素を用いる既存の細胞毒性評価試験に干渉する可能性があり、誤った結果を引き起こすことがある。さらに、現在の試験では、ナノ粒子による細胞への影響を包括的に評価するために複数の試験を組み合わせる必要があるが、そのプロセスは効率的とは言えない。
実験と結果
そこで、本研究では、DHMを用いたQPIを生化学的試験と組み合わせることにより、ナノ粒子の細胞毒性を多角的に評価する方法を提案した。具体的には、ポリアルキルシアノアクリレート（PACA）ナノ粒子を用いて、DHMによる細胞乾燥重量の増加を測定し、メタボリックアクティビティアッセイ（WST-8）および乳酸脱水素酵素（LDH）アッセイと比較した。その結果、DHMは生化学的試験よりもナノ粒子の細胞への影響を高感度に検出できることが示された。また、DHMによる測定は試料との相互作用が少なく、後続の解析が容易であることから、従来の試験方法と組み合わせることで、より信頼性の高い評価が可能となった。
Cobolt社のレーザー発振器の仕様
Cobolt 06-DPL 532nmレーザー
