本プロトコルでは、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)を用いて拡散を促進させたディッシュの調製方法と、それに続くイオン選択性電極測定によるマウスの血清、骨、および歯中のフッ化物イオン量の定量化について説明します。本手法は、生物学的試料におけるフッ化物の蓄積を評価するための、校正に基づいた高感度なアプローチを提供します。
方法論記事
本プロトコルでは、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)を用いて拡散を促進させたディッシュの調製方法と、それに続くイオン選択性電極測定によるマウスの血清、骨、および歯中のフッ化物イオン量の定量化について説明します。本手法は、生物学的試料におけるフッ化物の蓄積を評価するための、校正に基づいた高感度なアプローチを提供します。
生体組織におけるフッ化物レベルの定量は、フッ化物の曝露、代謝、および毒性を理解するために不可欠です。本プロトコルでは、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)促進拡散に続き、イオン選択性電極(ISE)分析を用いることで、血清、骨、および歯の中のフッ化物イオン量を測定する、感度が高く再現性のある方法について記述します。制御されたフッ化物処理を施したマウスから、血清、大腿骨、および下顎切歯を含む生物学的試料を採取します。骨および歯の試料は灰化、粉砕、および水和を行い、血清は直接処理します。各試料を超純水を含む拡散皿に移し、フッ化物トラップとして機能する水酸化ナトリウム液滴を付着させた、ペトロラタム塗布済みの蓋で密封します。HMDS飽和硫酸を注入してフッ化物の放出と拡散を開始させ、放出されたフッ化物イオンをトラップ内で定量的に回収します。一晩の拡散後、フッ化物トラップの液滴を単一のサンプルにまとめ、必要なpH範囲に酸性化し、ISE測定用に規定の容量に調整します。既知のフッ化物量で調製した校正用拡散皿を用いて定量のための標準曲線を作成し、品質管理サンプルによって電極の安定性を検証します。0 ppmまたは125 ppmのフッ化物に曝露した若齢マウスおよび成熟マウスからの代表的な結果は、血清、骨、および歯におけるフッ化物レベルの年齢および用量依存的な差異を検出できる本法の能力を証明しています。本プロトコルは、多様な生物学的マトリックス中のフッ化物を定量するための堅牢な校正ベースのアプローチを提供し、マウスモデルにおけるフッ化物曝露、組織蓄積、および毒性学的結果を調査する研究に適しています。本法の大きな利点は、拡散プロセスによって放出されたすべてのフッ化物が100 µL未満の測定可能なサンプル量に濃縮されるため、個々のマウス切歯から得られる3–5 mgの灰などの極めて小さな試料中のフッ化物を正確に定量できることです。
フッ化物は天然に存在するアニオンであり、最適なレベルのフッ化物はう蝕の予防に有効です1,2,3,4,5。米国(U.S.)では、う蝕の発生率を低下させ、口腔健康を増進するための公衆衛生戦略として、0.7 ppmの地域上下水道フッ化が実施されています6。しかし、過剰なフッ化物を長期的に摂取すると、複数の組織に悪影響を及ぼす可能性があります。高濃度のフッ化物への曝露は、エナメル質形成を阻害し7,8,9、骨形成を変化させ10、骨格の完全性を損なわせます11
細胞レベルでは、フッ化物への曝露は、酸化ストレス12、小胞体ストレス13、遺伝子発現を変化させるエピジェネティックな修飾14、およびエナメル芽細胞におけるアポトーシス15,16,17,18を含む、いくつかの代謝障害を誘発します。世界的に、地下水中のフッ化物濃度の低下(>1.5 ppm)は、重大な健康上の懸念となっています。最近の予測モデリング研究では、世界中で約1億8,000万人が過剰なフッ化物曝露の影響を受けている可能性があると推定されており、特にアジアとアフリカでその負担が最も大きいことが示されています1。飲料水以外にも、食品(例:シーフード;~1.9 ppm)、飲料(例:茶;0.5–6 ppm19)、および歯磨き粉などの歯科製品20(1,000–1,500 ppm)を通じてフッ化物への曝露が起こります。
したがって、フッ化物の曝露、代謝、および組織への蓄積を理解することは、その治療上の利点と潜在的な毒性学的影響の両方を評価するために不可欠である。尿、血清、骨、歯などの生物学的試料中のフッ化物を正確に定量することは、この研究における極めて重要な要素である。しかし、フッ化物の化学的性質およびカルシウムに富むマトリックスに対する強い親和性のため、その測定は分析的に困難である。体内のフッ化物の約99%は、骨や歯などの石灰化組織に存在する21。これらの課題に対処するため、イオン選択性電極(ISE)電位差法、イオンクロマトグラフィー、比色分析、滴定法、および核種または放射化に基づく方法など、さまざまな分析技術が開発されてきた22。これらのうち、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)促進拡散法とフッ化物選択性電極測定を組み合わせた手法は、その感度、再現性、および多様な試料タイプとの適合性から、生物学的マトリックスにおいて最も信頼性が高く、広く用いられているアプローチの一つとなっている23,24,25,26,27,28,29。
複数の分析法が存在しますが、それぞれのアプローチには実験的または臨床的研究における使用を制限しうる限界があります。イオンクロマトグラフィーは高い感度と選択性を備えていますが、専用の装置と広範な試料調製が必要です30,31。SPADNS(ナトリウム 2-(パラスルホニルフェニルアゾ)-1,8-ジヒドロキシナフタレン-3,6-ジスルホナート)法などの比色分析法は簡便で安価ですが、濁度や内因性発色団による干渉を受けやすく、複雑な生物学的試料における信頼性が制限されます22,32,33。滴定法は費用対効果が高く簡単ですが、ほとんどの生物学的検体における微量レベルのフッ化物検出に必要な感度が不足しています34。核分析または放射化に基づく手法は極めて高い感度を提供しますが、原子炉や加速器ベースの中性子源へのアクセスが必要であり、日常的な研究室での使用には不向きです35。対照的に、HMDSによる拡散促進に続くISE測定は、軟組織と石灰化組織の両方からフッ化物を完全に遊離させつつ、感度、コスト、およびアクセスのしやすさの現実的なバランスを提供します。これは、組織の利用可能性が限られており、マウス切歯のような石灰化構造から得られる灰分が1歯あたり 3–5 mg に過ぎない小動物を用いた研究において特に有利です。
拡散ーISE法により、放出されたすべてのフッ化物を小さく規定された体積に濃縮できるため、極めて少量の試料であっても正確な定量が可能です。このため、本法は毒性動態研究、用量反応実験、および発達段階におけるフッ化物代謝の調査に適しています。小型齧歯類、特にC57BL/6Jマウスは、フッ化物の影響を研究するための動物モデルとして広く用いられています7,9,12,29,36。
本プロトコルでは、高濃度のフッ化物(125 ppm)に曝露させたマウスと未処理の対照群から採取した血清、骨、および歯の中のフッ化物を定量するため、HMDS促進拡散法およびフッ化物選択電極法を適用します。さらに、若齢マウス(処置開始時で6週齢)と成熟マウス(処置開始時で18週齢)におけるフッ化物の蓄積を比較し、フッ化物の代謝および組織への沈着における年齢依存的な差を評価します。げっ歯類の切歯は絶えず萌出しており、約7週齢までに萌出と咬合摩耗の定常状態のバランスに達するため、代表的な歯科組織として下顎切歯を選択しました。この持続的な成長パターンにより、エナメル質形成の一定かつアクセス可能なグラデーションが得られるため、マウスの切歯はエナメル質形成および歯科フッ素症を研究するための、広く利用され検証済みのモデルとなっています。
本プロトコルに記載されているすべての手順は、国際実験動物ケア評価認定協会(AAALAC)の認定を受けているノバ・サウスイースタン大学の動物実験委員会(IACUC)によって承認された脊椎動物の使用に関するガイドラインおよび規制(プロトコル番号 2023.02.MSuz1)に従って実施されました。すべての動物実験は、実験動物の飼育および使用に関するガイドライン、および米国獣医学会(AVMA)の動物の安楽死に関するガイドラインに準拠しています。本研究で使用したすべての材料は、材料表に記載されています。
1. 動物および マウスモデルにおけるフッ化ナトリウムの調製と投与
2. フッ化物測定のための検体調製
3. HMDS促進拡散ディッシュの調製

図1フッ化物抽出およびトラップ用の骨拡散ディッシュの概略図。 図 1は、60mmディッシュ内に組み立てられた骨拡散皿の設計を示しています。 × 15 mmの未処理ペトリ皿。蓋には、ペトロラタムビーズで密封された小さな注入孔がある。蓋の内表面には、フッ化物イオン(F⁻)トラップは、拡散中に蓋から吊り下げられる。蓋はペトロラタムを用いてディッシュの底部に気密シールされる。ペトリ皿の底部には、超純水、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)飽和硫酸、および骨灰が含まれており、これらが合わせてフッ化物放出とその後のトラッピングのための反応環境を形成している。この図は著者らがBiorenderを用いて作成し、CC BYライセンスの下で提供されている。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
4. ISEを用いたフッ化物の測定

図 2: ISE測定セットアップの概略図。図 2は、2チャンネルイオン選択電極(ISE)を用いたフッ化物イオン測定の構成を示している。シャーレをシザーリフト上に配置し、電極に対する高さを精密に調整できるようにしている。ISEを電位差計に接続し、その感応面がシャーレの平面と平行になるように向きを調整し、約1–2 mmの距離を維持する。間隔を設定した後、少量のサンプル(75 µL)を感応面とシャーレの隙間にピペッティングし、測定中にサンプルが電極の感応領域を完全に覆うようにする。この図は著者らがBiorenderを用いて作成し、CC BYライセンスの下で提供されている。こちらのリンクをクリックして、この図の拡大版を表示してください。

図3歯牙標本試料中のフッ化物イオン量の定量のための検量線および対応する検量表上段パネル:歯標本試料中のフッ化物イオン質量を決定するために使用した検量線の例。x軸は電極電位(mV、線形スケール)を、y軸はそれに対応するフッ化物イオン質量(ng F⁻)を示す。⁻(対数スケール)。測定された校正点は実線でプロットされ、フィッティングされた指数回帰は点線で示されている。挿入図には、標準曲線の式と決定係数(R2)が表示されている。2 = 0.99)。下パネル:検量線を作成するために使用した数値を含む表。1行目には、校正試料で記録された5つの電極電位(mV)が記載されている。2行目には、対応するフッ化物イオン質量(ng F⁻)を各校正サンプルについて。3行目には容量(µL10 mM NaFストック溶液を校正用拡散ディッシュに添加します。この添加されたフッ化物イオン量は、拡散後に各校正サンプルに捕捉された量に相当します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
生物学的試料中のフッ化物(F-)濃度測定における本プロトコルの適用性を実証するため、制御されたフッ化物投与を行ったマウスから採取した血清、骨、および下顎切歯を用いて検体サンプルを作成した。雄のC57BL/6Jマウスを、若齢(6週齢)と成齢(18週齢)の2つの年齢カテゴリーに分け、フッ化物を含まない脱イオン水(0 ppm F⁻)またはフッ化ナトリウムを添加した飲料水(125 ppm F⁻)を6週間の暴露期間にわたって提供した。各年齢および投与条件につき5匹の動物を用いた。暴露期間の終了後、血清、大腿骨、および下顎切歯を採取し、本プロトコルに従って検体サンプルを調製し、分析を行った。血清、骨、および歯で測定された代表的なフッ化物濃度を以下にまとめる。

図4血清、大腿骨、および下顎切歯で測定されたフッ化物濃度。 雄のC57BL/6Jマウスを、若年期(6週齢、白抜き棒グラフ)と成熟期(18週齢、塗りつぶし棒グラフ)の2つの年齢カテゴリーに分け、フッ化物不含の脱イオン水(0 ppm F⁻)またはフッ化ナトリウム添加飲料水(125 ppm F⁻)で6週間の曝露期間を設けた。曝露期間の終了後、同一の処置群から(A)血清、(B)大腿骨、(C)下顎切歯におけるフッ化物濃度を測定した。検出限界を下回る血清値(<0.02 ppm) は可視化のためにプロットしたが、統計解析からは除外した。データは平均値として的に表示している ± 標準偏差(SD) 思春期群と成熟群の比較は、多重比較のためのボンフェローニ・ダン補正を用いたマン・ホイットニーのU検定により行った。 *p < 0.05, **p < 0.01(N = 5/群)。 こちらの図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
血清中のフッ化物濃度
0 ppmのフッ化物で処理した若年群および成体群の両方において、血清フッ化物濃度はイオン選択電極の検出限界以下であった(<0.02 ppm)。125 ppm投与群では、血清フッ化物濃度は0.3まで上昇した。 ± 青年グループでは0.2 ppm、そして0.7まで ± 成熟群では0.2 ppm(p = 0.06). 125 ppm処理群における青年期グループと成熟期グループの比較は、多重比較のためのBonferroni–Dunn補正を用いたMann–Whitney U検定により行った。 *p < 0.05, **p < 0.01 (N = 5/群)。0 ppmの処理群は統計解析から除外した。図4A, 表1).
大腿骨におけるフッ化物濃度
0 ppm投与群において、大腿骨のフッ化物濃度は成熟個体(896 ± 55 ppm)と比較して若齢個体(292 ± 39 ppm)で有意に低かった(p < 0.01)。対照的に、125 ppm投与群では、若齢個体(4,108 ± 482 ppm)のフッ化物濃度は成熟個体(2,966 ± 612 ppm)よりも有意に高かった(p = 0.04)。若齢群と成熟群の比較は、多重比較のためのBonferroni-Dunn補正を伴うMann-Whitney U検定を用いて行われた。 *p < 0.05, **p < 0.01 (N = 5/group). (Figure 4B, Table 1). Figure 5Aは、各年齢群における0 ppm投与時と125 ppm投与時の大腿骨フッ化物濃度の倍率変化を示している。若齢個体では125 ppmにおいてフッ化物レベルが14倍に増加したのに対し、成熟マウスでは3倍の増加を示した。
下顎切歯におけるフッ化物濃度
0 ppm群では、下顎切指のフッ化物濃度は成熟個体(123 ± 23 ppm)と比較して若齢個体(35 ± 4 ppm)で有意に低かった(p = 0.03)。125 ppm投与群では、切歯のフッ化物濃度は若齢個体で5641 ± 955 ppm、成熟個体で4392 ± 1694 ppmまで増加した。若齢群と成熟群の比較は、多重比較のためのBonferroni–Dunn補正を伴うMann–Whitney U検定を用いて行った。 *p < 0.05, **p < 0.01 (N = 5/群)。(図4C, 表1)。125 ppmにおける絶対的なフッ化物濃度は年齢群間で有意な差はなかったが、0 ppmから125 ppmへの倍率変化は、成熟マウス(36倍増)よりも若齢マウス(161倍増)で有意に大きかった(図5B)。

図5若年期のマウスは、成熟マウスよりも骨および切歯におけるフッ化物蓄積の倍率増加が大きい。 若年マウス(白抜き棒)および成熟マウス(塗りつぶし棒)における、フッ化物濃度0 ppmから125 ppmへの処理に伴う比率変化。A) 大腿骨および (B)同一治療群の下顎切歯。データは平均値で表示している。 ± SD。青年群と成人群の比較は、対応のないt検定を用いて行った。* p < 0.05(群あたり N = 5)。 こちらの図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
| サンプル | 血清 | 大腿骨 | 下顎切歯 | |||||||||
| 年齢層 | 思春期 | 成熟した | 思春期 | 成熟した | 思春期 | 成熟した | ||||||
| 処置群 | 0 ppm | 125 ppm | 0 ppm | 125 ppm | 0 ppm | 125 ppm | 0 ppm | 125 ppm | 0 ppm | 125 ppm | 0 ppm | 125 ppm |
| < 0.02 | 0.2 | < 0.02 | 0.8 | 324 | 4576 | 933 | 3081 | 37 | 4824 | 161 | 3229 | |
| < 0.02 | 0.1 | < 0.02 | 0.8 | 229 | 3778 | 924 | 3326 | 39 | 5451 | 127 | 2654 | |
| < 0.02 | 0.7 | < 0.02 | 1.0 | 300 | 4683 | 877 | 3713 | 31 | 5544 | 112 | 6997 | |
| < 0.02 | 0.4 | < 0.02 | 0.5 | 323 | 3832 | 807 | 2519 | 35 | 5114 | 103 | 4169 | |
| < 0.02 | 0.3 | < 0.02 | 0.5 | 283 | 3669 | 937 | 2192 | 該当なし | 7271 | 111 | 4909 | |
| 平均値 | < 0.02 | 0.3 | < 0.02 | 0.7 | 292 | 4108 | 896 | 2966 | 35 | 5641 | 123 | 4392 |
| 標準偏差 | 該当なし | 0.2 | 該当なし | 0.2 | 39 | 482 | 55 | 612 | 3 | 955 | 23 | 1694 |
表1:血清、大腿骨、および下顎切歯における個別のフッ化物測定値。表1には、0 ppmまたは125 ppmのフッ化物に曝露させた若齢マウスおよび成熟マウスから採取した血清、大腿骨、および下顎切歯検体で測定された個々のフッ化物濃度(ppm F⁻)が示されています。組織型ごとに、若齢 0 ppm、若齢 125 ppm、成熟 0 ppm、成熟 125 ppmの4つの処理群に対応する列にデータが提示されています。各列には、記録された5つの個別の値(N = 5)が含まれ、その後に算出された平均値と標準偏差(SD)が続いています。若齢 0 ppmの血清群では、すべての記録値がイオン選択電極の検出限界(<0.02 ppm)以下でした。この表は、図4に示されている要約値および統計比較の根拠となる生の数値データを提供しています。
フッ化物イオン選択性電極(ISE)を用いてフッ化物測定を行った。この電極にはランタンフッ化物(LaF₃)結晶膜が組み込まれている38,39。この膜は非常に安定したLa–F結合を形成するため、他のハロゲン化物よりもフッ化物イオンに対して強い選択性を示す。確立された電気化学文献およびメーカーの仕様書によれば、LaF₃膜は塩化物に対する選択係数が非常に低く、本プロトコルで使用した条件下では塩化物イオンが測定可能な干渉を引き起こさないことが示されている。塩化物は歯や骨に天然に存在するが、その活性は電極電位に影響せず、記録された信号は特異的にフッ化物活性を反映している。検出下限の0.02 ppmは、Orionフッ化物選択性電極においてメーカーが検証済みの最小定量濃度に対応している。この限界値は、電極が安定したネルンスト応答を維持し、検量線と線形関係を保つことができる最低のフッ化物濃度を反映している。検出限界は電極の膜特性によって定義され、メーカーによって検証されているため、本プロトコルにおいて追加の実験的な決定は不要であった。しかし、検出上限については、50 µLのNaOHトラップ中のフッ化物量が約38,000 ngを超えると、電極応答が非線形になることが著者らによって観察されており、これは極めて高いフッ化物負荷においては検量線が信頼できなくなることを示している。この非線形性は、ISE自体の固有の上限値を反映しているのではなく、与えられた実験条件下で電極にとって最適なイオン強度および活性範囲を超えたことによる可能性が高い。 この閾値を超えるフッ化物量が含まれると予想される試料については、電極の線形ダイナミックレンジ内で測定を維持するために、NaOHトラップの容量を増やすことが推奨される。
フッ化物含有量が異常に高いサンプルに本プロトコルを適用する場合は、この点を考慮する必要があります。拡散ステップでサンプル全量を消費するため、生物学的サンプルを用いて重複測定やスパイク回収実験を行うことはできませんでした。分析の正確性と精度を確保するため、既知のフッ化物濃度を含む品質管理(QC)標準物質をすべての測定シリーズに含めました。これらのQC標準物質は、実験サンプルと同一の方法で処理および測定されました。すべてのランにおいて、QC標準物質の測定されたフッ化物濃度は、期待値の5%以内に一貫して収まっていました。 10~20個の検体サンプルの各シリーズについて、検体サンプルと並行して5~6個の校正サンプルを2組独立して調製し、各測定セッションの前に校正曲線を記録しました。校正範囲は、検体の種類、拡散皿に添加した物質の質量、および動物の治療群と年齢に依存する、検体サンプルの予想フッ化物量に近似するように、ランごとに調整されました。血清測定の場合、校正標準物質は検体中のフッ化物濃度約0.06–1.20 ppmに相当しました。骨および歯の測定の場合、校正標準物質は検体中のフッ化物濃度約19–7,600 ppmに相当しました。
本プロトコールでは、ヘキサメチルジシロキサン促進拡散とそれに続くISE分析を用いて、血清、骨、および歯におけるフッ化物イオン量を定量するための、感度が高く再現性のある手法を提供します。この手法は、多様な生物学的マトリックスから放出されるフッ化物を確実に捕捉し、制御された曝露後のフッ化物蓄積の定量的な評価を可能にします。若齢マウスおよび成熟マウスからの代表的な結果は、組織間のフッ化物沈着における明確な年齢および用量依存的な差を示しており、生体内(in vivo)でのフッ化物代謝および毒性動態を研究する上での本手法の有用性を強調しています。
本プロトコルの主な強みは、フッ化物放出反応とフッ化物捕捉環境を物理的に分離する拡散ディッシュを使用している点にあります。ペトロラタムで密封された設計により、大気との交換が最小限に抑えられ、蓋上の水酸化ナトリウム液滴によって放出されたフッ化物イオンを効率的に捕捉できます。HMDS飽和硫酸は、骨や歯などの高度に石灰化した構造を含む石灰化組織からフッ化物を放出させるための、強力かつ一貫した駆動力を提供します。その後、拡散条件を合わせた標準試料で校正したISE測定を行うことで、広いダイナミックレンジにわたる正確な定量が可能になります。本アプローチのもう一つの利点は、極めて微量な生物学的試料中のフッ化物を定量できることです。マウスの石灰化組織、特に下顎切歯では、1本あたりの灰分はわずか3–5 mgしか得られません。従来の分析法では、信頼性の高い検出を実現するために、より大きな試料量やより高いフッ化物含有量が要求されることが多くあります。対照的に、この拡散ベースの設計では、検体全体から放出されたすべてのフッ化物を小さな限定された体積に濃縮するため、絶対的なフッ化物量が少ない微小試料であっても正確な定量が可能です。この特徴は、小型動物を用いた研究や、組織の入手量が限られている場合、あるいは微小切除された石灰化構造を扱う研究において特に有用です。
本手法の主な制限は、本研究で使用したISEの検出限界(0.02 ppm)にあります。フッ化物を含まない対照動物の血清サンプルは、この閾値を下回ることが多く、極めて低濃度のフッ化物の定量が困難でした。検出限界付近またはそれ以下の微量濃度を測定する場合、可能であれば拡散ディッシュに加える検体の質量または容量を増やすか、あるいは代替の分析手法が必要となる可能性があります。加えて、本手法では一晩の拡散時間と腐食性試薬の慎重な取り扱いが必要であり、大量のサンプルを扱う研究ではスループットが制限される場合があります。ISEはバルクのフッ化物を感度良く定量できますが、組織内の空間的な分布を評価することはできません。走査電子顕微鏡エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)や粒子誘起ガンマ線放出分析(PIGE)などの相補的なアプローチを導入することで、マイクロからマクロスケールでのフッ化物分布の可視化およびマッピングが可能です。これらのイメージングベースの手法により、石灰化組織または軟組織における局所的なフッ化物の蓄積を評価でき、これによりISEによる測定を補完し、組織中のフッ化物含有量についてより包括的な評価が可能となります。
本プロトコルにおけるフッ化物の拡散および測定の正確性と信頼性に影響を及ぼし得る、いくつかの反復的な技術的要因が存在します。我々の観察結果は、校正準備、拡散皿の密封、pH制御、電極の性能、およびサンプルの取り扱いが、総体としてデータの品質をどのように決定づけるかを浮き彫りにしています。校正曲線が非線形(R2 < 0.99) または組織サンプルの測定値が想定範囲外である場合は、拡散皿に添加したNaFストック溶液量の計算ミス、または校正標準試料の調製時のピペッティングエラーが考えられます。推奨される対策:各ランにつき、少なくとも2セットの独立した校正試料を調製し、1つの校正曲線が想定範囲外となった場合にバックアップセットを利用できるようにしてください。また、拡散皿の密封が不十分な場合、拡散中にフッ化物イオンが失われ、測定値が人為的に低くなることがあります。これは通常、拡散皿の蓋の縁に塗布したペトロラタム(ワセリン)が不十分な場合に起こります。. 推奨される操作: 拡散皿の蓋の縁にワセリンを十分に塗布し、完全に密閉されるように強く押し付けてください。NaOHトラップに酢酸溶液を添加する際のピペッティング誤差により、試料のpHが最適範囲であるpH 5.0から外れ、フッ化物の回収率に不正確さが生じる可能性があります。推奨される対処法: pH試験紙を用いて各サンプルのpHを確認し、pH 5の範囲外にあるサンプルは破棄してください。また、校正サンプルがフッ化物イオン選択性電極の有効測定範囲外となる場合があります。0.02 ppm未満の濃度は、電極の検出限界以下です。推奨される処置: 0.02 ppm未満のフッ化物を含む校正試料は使用しないでください。逆に、フッ化物濃度が高すぎる校正試料は、溶液のイオン強度を変化させ、電極応答に非線形性をもたらす可能性があります。推奨される対応: プロジェクトの開始時に、使用する電極固有の線形動作範囲を決定するため、広範なフッ化物濃度をカバーする校正溶液を調製してください。組織サンプルの濃度がこの線形範囲を超える場合は、組織量を減らすか、NaOHトラップの容量を増やし、それに合わせて酢酸量を調整してpH 5を維持してください。0.02~1 ppmの範囲で線形校正曲線が得られない場合:一般的な原因は電極の経年劣化です。古いフッ化物選択性電極は、極めて低いフッ化物濃度において感度が低下します。推奨される対策:フッ化物選択性電極を交換してください。電位計の読み値が不安定な場合(信号のドリフトや跳ね上がり):通常、電極の検知面がサンプル溶液に完全に浸かっていないときに発生します。推奨される対策:電極を下げ、検知面が液体サンプルに完全に覆われるようにしてください。
全体として、本プロトコルは、多様な生物学的マトリックス中のフッ化物を定量するための堅牢な校正ベースのアプローチを提供し、マウスモデルにおけるフッ化物曝露、組織への蓄積、および毒性学的転帰を調査する研究に適しています。
著者は利益相反がないことを宣言します。
本出版物で報告された研究は、日本学術振興会(JSPS)海外特別研究員 202560528 (S.Y.)、サンパウロ州研究支援財団 (FAPESP) 2024/07452-9 (J.S.T.)、および米国国立衛生研究所 国立歯科・頭蓋顔面研究所 R01DE027648 (M.S.) および K02DE029531 (M.S.) の支援を受けて行われました。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 氷酢酸 | Sigma-Aldrich | Supelco, GR ACS | AX0073-6 |
| アルミナるつぼ | アドバリュー・テクノロジー | 外径 12 mm × 高さ 25 mm, AL-6212 | AL-6212 |
| 分析天秤 | VWR | VWR 124B2, d = 0.1 mg | — |
| ビーズビーター | ベンチマーク | BeadBug 6 | — |
| 鈍針シリンジ針 | アマゾン | 工業用鈍端針、14G × 0.5インチ | X001TT8KX1 |
| 二酸化炭素 | エアガス | — | — |
| 化学薬品用ドラフトチャンバー | Mott Manufacturing | モデル 7421040 | — |
| D(+)-スクロース | Thermo Scientific | 生化学における99.7% | 177142500 |
| 電極充填液 | Thermo Scientific | Orion IonPlus 充填液 | 900061 |
| エタノール溶液 | Koptec | 140プルーフ | 2401 |
| 冷凍庫 −80 °C | Thermo Scientific | Revco RDEシリーズ | — |
| 耐熱手袋 | Fisher Scientific | Bel-Art Clavies バイオハザード用オートクレーブ手袋 | H13201 |
| ヘキサメチルジシロキサン (HMDS) | Fisher Scientific | TCI H0091 >98% | H0091 |
| 過酸化水素 | VWR | J.T. Baker, 30% | 2204-01 |
| イオン選択電極 | Thermo Scientific | Orion フッ化物イオン選択性電極、ダブルチャンネル | 9609BNWP |
| マグネティックスターラー | VWR | 360度攪拌機 | — |
| マイクロスパチュラ | アマゾン | ワックスカービングスパチュラ #7A、ステンレス製 | — |
| マイクロ遠心機 | Eppendorf | 5427R | 5404000131 |
| マッフル炉 | Thermo Scientific | Thermolyne 小型卓上マッフル炉, 1.3 L, FB1315M | FB1315M |
| オーブン | Boekel Scientific | Boekel RapidFISH | 240200 |
| PBS中パラホルムアルデヒド溶液 | Thermo Scientific | PBS緩衝液中4%パラホルムアルデヒド | J19943-K2 |
| シャーレ | VWR | 60 × 15 mm、未処理 | 25384-092 |
| ワセリン | Thermo Scientific | 白色純製・ワセリン | 417090010 |
| pH指示紙 | Fisher Scientific | pH-Fix 4.5–10.0 | 92120.3 |
| 磁製ディッシュ | Fisher Scientific | Fisherbrand 坩堝、5 mL、高さ 20 mm、ハイフォーム | FB-965-B |
| ポテンショメータ | Thermo Scientific | Orion Dual Star pH/ISEメーター | 2115102 |
| クランプ付きリングスタンド | VWR | リングクランプ、15 cm | 470104-526 |
| げっ歯類用飼料 | Bio-Serv | F1515, AIN-76A, ½ ペレット | F1515 |
| シザーリフトジャッキ | アマゾン | ラボ用シザーリフト | — |
| 分液漏斗 | Fisher Scientific | Eisco社製、ホウケイ酸ガラス、2 L | S89285 |
| 塩化ナトリウム | Fisher Scientific | ACS認定、結晶性 | S271-1 |
| フッ化ナトリウム | Fisher Scientific | ACS認定, 粉末 | S299-100 |
| 水酸化ナトリウム | Fisher Scientific | 白色ペレット | BP359-500 |
| ステンレス製ビーズ | Fisher Scientific | Scientific Industries、5 mm、100本 | SI-CS05 |
| 硫酸 | Fisher Scientific | ACSグレード | A300-500 |
| TISAB II | Thermo Scientific | Orion IonPlusアプリケーション溶液 | 940909 |
| 真空デシケーター | Fisher Scientific | Bel-Art Space Saver 真空デシケーター 10インチ | F42010-0000 |
| 真空ろ過装置 | Fisher Scientific | フローボトルトップフィルター、PES、90 mm 0.2 µm | 597-4520 |
| 可変速ロッカ | MidSci | LabDoctor / Benchmark Scientific | — |
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