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オンデマンド出版(POD)
フローサイトメトリーハンドブック

コードNO0059P
発刊日1984年11月30日
編 者
(役職は発刊時)
天神 美夫 佐々木研究所附属杏雲堂病院 副院長
高橋 学山口大学医学部第二病理学教授
野村 和弘国立がんセンター病院脳神経外科医長
価 格 POD(オンデマンド)価格 本体19,600円+税
体 裁B5判並製 474頁
試 読不可
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キャンセル・返品不可 癌の研究、診断・治療分野で飛躍的な成果が期待されるFlow cytometryの技術を実用の見地から解説した実践マニュアル!

主要構成

第1部 フローサイトメトリーの理論
原理/装置の構造と機能/基礎理論
第2部 フローサイトメトリーの技術
サンプルの調製と測定/染色と蛍光物賢/ソーティングの技術
第3部 フローサイトメトリーの医学・生物学への応用
細胞動態・分化の解析/染色体の分析と分離/医学の各領域への応用
第4部 フローサイトメトリーの臨床医学への応用
癌診断への応用/化学療法の効果増強に関する研究/癌治療のモニタリング/癌の免疫能の測定
第5部 機器開発の現況と将来展望

【発刊にあたって】

 米国で開発されたFlow cytometryは、ハイテクノロジーを基盤とした新技術であり、米国は勿論のこと、日本およびヨーロッパにおいても飛躍的な発展を遂げつつあります。特に癌の研究、 診断・治療分野での応用はめざましく、cell kinetics、染色体の研究、遺伝学、免疫学、生物学、ウィルス学等の分野における基礎的研究、発展には欠くことのできないシステムの一つとなりつつあります。 さらに、癌の化学療法に対する応用では、新しいdrug sensitvityの開発に新分野を切り拓く可能性も含んでいると言えましょう。
 しかし、米国でスタートしたこのFlow cytometerは、メカニズムが複雑なこともあって、新たにこの分野に取り組もうとしている若い研究者の障害となっている現実も否めません。 この優れたマシンの操作は複雑、且つ微妙な調整を必要とすることから、正確なデータの把握に困惑している現状は、大きな問題としてとりあげることができましょう。
 そこで、私共は、Flow cytometryの基本的な原理、レーザー光、蛍光の理論、さらに光の物理学を中心として、医学分野にはなじみの薄い部門の解説と、最も重要なFlow cytometerの技術面での実際的な対応、 さらに現在の我が国における先端的な応用研究をまとめ、同学の士に役立てていただきたいと考えました。
 FCM・Cell Biology研究会の発足した今日、こうした目的を充たすべく、この本をサイエンスフォーラムより出版のはこびとなりました。

内容目次

序<天神 美夫>
序章 フローサイトメトリーの歴史<高橋 学>
  1. フローサイトメトリーの起原
  2. 時代の要求と技術の進歩
    2.1 フローサイトメトリー前期
    2.2 フローサイトメトリー第1期
    2.3 フローサイトメトリー第2期
    2.4 フローサイトメトリー第3期

第1部 フローサイトメトリーの理論

第1章 緒論<野口 義夫>
  1. フローサイトメーター
  2. 計測装置としての新規性

第2章 フローサイトメーターの原理<野口 義夫>
  1. フローの仕組み
    1.1 層流
    1.2 流体力学による焦点合わせ
    1.3 フロー方式の種頻
  2. 照射光
    2.1 レーザー光の性質
    2.2 照射光の条件
    2.3 光照射と蛍光計測
  3. 計測量の電気信号化
    3.1 光電子増倍管の動作状態
    3.2 光電子増倍管の構造
    3.3 波高分析器

第3章 装置の構造と機能<野口 義夫>
  1. セル・ソ一夕
    1.1 水滴の形成
    1.2 水滴の帯電と偏向
  2. 流れと光照射の位置
    2:1 ジェット・イン・エアー方式
    2.2 クローズド方式
    2.3 双励起光方式
  3. 解析方式と装置の構造
    3.1 蛍光強度解析方式
    3.2 スリット・スキャン方式
    3.3 散乱光解析方式
    3.4 フリンジ・パターン・スリット・スキャン方式
  4. 細胞の向きと照射光方向

第4章 フローサイトメトリーの基礎理論
  1. 蛍光<野口 義夫>
    1.1 蛍光とは
    1.2 蛍光と吸収のスペクトル
    1.3 蛍光の寿命と量子収量
    1.4 蛍光の偏光
    1.5 ブラウン運動による偏光の解消
    1.6 エネルギー移動と偏光の解消

  2. 蛍光プローブ<野口 義夫>
    2.1 蛍光プローブとは
    2.2 原子軌道
    2.3 分子間に働く化学結合の種類
    2.4 有機蛍光体
    2.5 DNAと蛍光プローブ
    2.6 蛋白質と蛍光プローブ

  3. 蛍光現象ダイナミックスの測定法<山下 幹雄>
    はじめに
    3.1 光電検出法
    3.2 フォトンカウンティング法(時間相関単一光子計数法)
    3.3 ストリークカメラ法

第2部 フローサイトメトリーの技術

第1章 緒論<高橋 学>
  1. 準備室の条件
  2. 測定室の条件
  3. メンテナンス

第2章 サンプルの調製と測定<高橋 学>

第1節 サンプルの調製
  1. 組織の採取
  2. 細胞分散
    2.1 物理学的細胞分散法
    2.2 酵素消化による細胞分散法
    2.3 キレート剤による細胞分散法
  3. 細胞質の除去(裸核化)
  4. 細胞集塊の除去
  5. 細胞破砕物の除去
  6. 細胞の固定と保存
    6.1 染色と保存のための細胞固定法
    6.2 同時固定染色
    6.3 染色後固定法
    6.4 未固定細胞(または組織)の凍結保存
  7. 染色体サンプルの調製法
第2節 標準サンプル
  1. 生物資料
  2. 標準ラテックス粒子
第3節 装置の調節
  1. 初期調節
  2. 流路の整備
  3. レーザーの発振と出力の調節
  4. レーザーのウォーミングアップ
  5. レーザー波長の選択
  6. 光学フィルターの選択
  7. 測定前の調節
    7.1 ノズルの位置の微調節
    7.2 蛍光受光系の絞り
    7.3 蛍光受光系の焦点合わせ
    7.4 0bscuratorの位置
  8. チャンネル合わせ
第4節 測定法
  1. 測定前の一般的な注意
  2. 測定中の一般的な注意
  3. 測定のための操作
    3.1 一次元ヒストグラムの作製
    3.2 二次元表示
    3.3 Compensation(Subtraction)
    3.4 Gated Analysis
  4. 測定精度
  5. 測定精度向上のための工夫

第3章 染色と蛍光物質<佐々木 功典>

はじめに

第1節 染色法
  1. DNA解析のための染色
    1.1 Feulgen-Schiff反応
    1.2 Intercalating dye
    1.3 抗生物質系色素
    1.4 Hoechst色素
  2. RNAの染色
  3. DNA・RNAの同時染色
    3.1 One-step法
    3.2 Two-step法
  4. 蛋白質の染色
    4.1 Two-step法
    4.2 One-step法
第2節 免疫学的研究のための染色
  1. リンパ球subsetの決定
    1.1 細胞表面抗原の測定
    1.2 細胞内免疫グロブリンの測定
  2. Hybridoma cellの分取
  3. 貪食の定量的解析
  4. 細胞動態解析への応用
  5. 免疫学的手法による癌の診断
第3節 蛍光細胞化学
  1. Flow Cytoenzymology
    1.1 Coupling Agentを用いない測定
    1.2 Coupling Agentを用いる測定
  2. 細胞表面レセプターの解析
    2.l Lectin Receptor
    2.2 その他のレセプターの解析
  3. フローサイトメトリーによる細胞膜の研究
第4節 細胞内蛍光物資
  1. 細胞内自然蛍光
  2. 診断へのアプローチ

第4章 ソーティングの技術<高橋 学>
  1. ソーティングにおける一般的注意
  2. Sort Windowの設定
  3. ノズルの選択とノズルの固定
  4. 水滴形成とDroplet Deflectionの調節
  5. 遅延時間(delay time)の設定
  6. ソート中の細胞の測定
  7. ソーティングの状況判断

第3章 フローサイトメトリーの医学・生物学への応用

第1章 細胞動態・分化の解析<渡部 郁雄>
  1. 基礎概念
    1.l DNAヒストグラムによる解析
    1.2 スキャッターグラムによる解析
  2. 解析法
    2.1 DNAヒストグラムによる解析
    2.2 スキャッターグラムによる解析
    2.3 分化過程の追跡

第2章 染色体の分析と分離<渡辺 武>
    はじめに
  1. セルソーターによる染色体の単離の方法
    1.1 細胞培養
    1.2 細胞からの染色体の分離法
    1.3 染色
    1.4 セルソーターによる解析および分取
  2. 染色体分離法を用いた研究
  3. ヒト染色体の分析・分取に関する我々の研究
    おわりに

第3章 医学の各領域への応用<高橋 学>
  1. 生理学への応用
  2. 実験病理学への応用
    2.1 Cell activationの解析
    2.2 細胞生物学への応用
  3. 人体病理学への応用
  4. 微生物学への応用

第4部 フローサイトメトリーの臨床医学への応用

第1章 緒論<野村 和弘>
  1. 癌のスクリーニングヘの応用
  2. 癌の生長解析とその応用
    2.1 癌の構成細胞のDNA量分布
    2.2 化学療法剤と生長解析
    2.3 治療のmonitoringへの応用
  3. 免疫学的方法を用いた臨床応用
    3.1 癌細胞に対するモノクロナール抗体の応用
    3.2 癌患者のT cell subsetsの分布
  4. その他

第2章 癌診断への応用<奥村 次徳>

第1節 フローサイトメトリーのマルチパラメータ −解析による子宮癌細胞診<西谷 巌/井筒 俊彦>
    はじめに
  1. フローサイトメトリーによるmultiparameters解析のための細胞検体作成法
  2. フローサイトメトリー連動コンピューターの機能について
  3. DNA/RNA量、蛋白量および細胞数などmultiparameterによる子宮癌およびその前癌病変細胞の検出
  4. Window sortingによる子宮頸癌細胞およびその前駆良性病変細胞の解析について
第2節 光散乱を応用した診断<野田 起一郎/手島 研作/池田 正典>
  1. はじめに
  2. 核DNA histogramのpattern分析による応用と問題点 2.1 対象および方法
    2.2 結果
    2.3 問題点とその解決法
  3. 光散乱法を応用した機器の原理とその改良
    3.1 Optical system
    3.2 Electronic system
    3.3 Normal cell, abnormal cell、細胞集塊の鑑別
    3.4 その他の改良点
  4. 光散乱を応用した検討成績

第3章 化学療法の効果増強に関する研究

第1節 抗癌剤の細胞回転に及ぼす形響<高本 滋/太田 和雄>
    はじめに
  1. 癌細胞と細胞回転
  2. 抗癌剤と細胞回転
    2.1 腫瘍の増殖動態の相異による抗癌剤の効果(cycle specificity)
    2.2 抗癌剤の細胞回転の進行に及ぼす影響(cycle progression)
  3. 癌化学療法への応用
    おわりに
第2節 抗癌剤の併用による効果増強<小林 秀/高倉 公明>
    はじめに
  1. 代謝拮抗剤の併用法
  2. 抗癌剤と放射線の併用
  3. まとめ
第3節 Steroid Hormonesによる標的内分泌化学療法<西谷 巌/善積 昇>


第4章 癌治療のモニタリング

第1節 固型癌<杉下 匡/天神 美夫>
  1. 検体処理法
    1.1 擦過(剥離)細胞検体処理法
    1.2 組織(塊状)細胞検体処理法
  2. Histogramの解析法
    2.1 Cell-kineticsと治療法の作用機序
    2.2 Hitogram解析上の誤差要素
    おわりに
第2節 血液(白血病)<広沢 信作/工藤 秀機/桃井 宏直>
    はじめに
  1. 細胞の調整と染色法
    1.1 検体の採取と細胞の調整
    1.2 細胞の固定
    1.3 染色法
  2. DNAヒストグラムの解析
  3. 白血病細胞におけるDNAヒストグラムの解析結果
    おわりに
第3節 悪性リンパ腫<福井谷 祐一/上村 伯人>
    はじめに
  1. Cell Surface Markerの解析と悪性リンパ腫
    1.1 末梢リンパ球subsets解析による免疫学的検討
    1.2 悪性リンパ腫細胞のCell Surface Marker
    1.3 特異病型の診断
  2. Cytofluorogram(CFG)による悪性リンパ腫のモニタリング
    2.1 正常人および悪性リンパ腫例のCFG
    2.2 CFG patternと臨床病態との関連
  3. 今後の展望

第5章 癌の免疫能の測定

第1節 モノクローナル抗体<渡辺 卓/野村 和弘>
    はじめに
  1. 免疫細胞を認織するモノクローナル抗体
  2. 癌患者における末梢血Tリンパ球サブセットの変動
  3. 癌治療の末梢血Tリンパ球サブセットに及ぼす影響
    おわりに
第2節 Monocyte貪食能による免疫能の測定<杉之下 俊彦>
    はじめに
  1. 方法
    1.1 単球分離
    1.2 蛍光1atex粒子貪食能測定法
  2. フローサイトメトリーを用いた貪食能測定値と従来の方法での値との比較
  3. 単球貪食率に及ぼすincubation時間
  4. 健常人および患者の末梢血単球のFLP貪食能
  5. まとめ

第5部 機器開発の現況と将来展望

第1章 機器開発の現況

第1節 NozzleとFlow cellの改良<曽我 博>
  1. Sample flowの安定化
  2. Cell orientation
    2.1 ノズルの絞り形状による方法
    2.2 サンプル管の先端形状による方法
  3. Square orifice
第2節 Opticsの改良<曽我 博>
  1. 集光率の改善
  2. 光源の多様化
  3. Epiillumination
第3節 Multiple Laser Flow Systemの開発<曽我 博>
  1. 構成と機能
  2. 励起光と蛍光分光
第4節 Polarization fIow cytometerの開発<木村 茂行/渡辺 光雄/真砂 央>
  1. 偏光利用のメリット
  2. 測定原理
    2.1 蛍光の非等方度
    2.2 蛍光偏光解消
    2.3 非等方度の測定
    2.4 非等方度測定における問題点
  3. 測定システムとデータ処理
    3.1 従来の測定システム
    3.2 Polarization flow cytometer
    3.3 装置の構成
  4. 測定例
第5節 エレクトロニクスの改良<木村 茂行/渡辺 光雄/真砂 央>
  1. セルソータの構成
    1.1 本システムの特長
    1.2 セルソータ用パーソナルコンピュータ
  2. フローサイトメータの構成
  3. 制御系
    3.1 パーソナルコンピュータを用いたセルソータの制御
    3.2 ソーティング処理
    3.3 タイミング回路とキャンセル回路
    3.4 オプション・ゲートによる制御
    3.5 フローサイトメータの制御
    3.6 フローサイトメータのオプション・ゲートの利用
  4. 信号処理
    4.1 パーソナルコンピュータのデータ取り込み用インターフェース
    4.2 パーソナルコンピュータを用いたデータ収集システム
第6節 サンプル交換の自動化<木村 茂行/渡辺 光雄/真砂 央>
  1. これまでのサンプリング法
  2. 現在の半自動化されたサンプリング法
  3. オートサンプリングシステム

第2章 機器開発の将来展望<山下 幹雄>
  1. 新しい手法の探究―時間分解蛍光分光法の利用
  2. 新しい装置の開発―蛍光ダイナミックスフローサイトメーター
    2.1 励起光源―ピコ秒パルスレーザー
    2.2 検出系および信号処理系


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執筆者(執筆順・敬称略、役職は発刊時)
 
天神 美夫佐々木研究所附属杏雲堂病院 副院長
高橋 学山口大学 医学部第2病理学 教授
野口 義夫電子技術総合研究所 パターン情報部 主任研究官
山下 幹雄電子技術総合研究所 電波電子 主任研究官
佐々木 功典山口大学 医学部第2病理学 講師
渡部 郁雄放射線医学総合研究所 生理病理研究部 室長
渡辺 武佐賀医科大学 免疫・血清学 教授
野村 和弘国立がんセンター病院 脳神経外科医長
西谷 巌岩手医科大学 産婦人科学 教授
井筒 俊彦岩手医科大学 産婦人科学 講師
善積 昇岩手医科大学 産婦人科学 講師
野田 起一郎近畿大学 医学部産婦人科学 教授・医学部長
手島 研作近畿大学 医学部産婦人科学 講師
池田 正典近畿大学 医学部産婦人科学 講師
高本 滋愛知県がんセンター 研究所化学療法部 主任研究員
太田 和雄愛知県がんセンター 病院副院長兼第2内科部長
小林 秀東京大学 医学部脳神経外科 助手
高倉 公朋東京大学 医学部脳神経外科 教授
杉下 匡佐々木研究所附属杏雲堂病院 婦人科部長
広沢 信作東京医科歯科大学 医学部第1内科 助手
工藤 秀機東京医科歯科大学医学部第一内科講師
桃井 宏直前 東京医科歯科大学 医学部内科 教授
福井谷 祐一国立東京第2病院 内科医員
上村 伯人駒沢病院 内科
渡辺 卓国立がんセンター 脳神経外科
杉之下 俊彦国立療養所宇多野病院 第3内科医長
曽我 博昭和電工(株)精密機器研究所 副主幹
木村 茂行日本分光工業(株)第2事業部長


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