[發明專利]細胞外電位測量用傳感元件及細胞外電位測量器件

有效

• 申請號: 200710169302.1
• 申請日: 2004-11-22
• 公開（公告）號: CN101165484A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 中谷將也;尾崎亙彥;岡弘章
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01N33/487
• 分類號: G01N33/487;C12Q1/02;C12M1/34;G01N27/416
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

本申請是申請號為“200410095213.3”、申請日為2004年11月22日、發明名稱為“細胞外電位測量器件及測量裝置”之申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種把在細胞等活體試樣發生的電化學變化作為指標來簡單高速地進行生物試樣的電生理學評價的細胞外電位測量用傳感元件及細胞外電位測量器件。

背景技術

現有技術中，將細胞電活動作為指標來篩選藥品是通過膜片鉗(patchcramp)法、使用熒光色素或者發光指示劑的方法進行的。

膜片鉗法是使用附在微移液管頂端部分的細胞膜的微小部分(下面稱為片)，通過微小電極探針來電記錄介由單個通道蛋白質分子之離子輸送的方法。膜片鉗法是能夠實時研究一個蛋白質分子之功能的數目不多的方法之一。

另外，還有通過使用根據特定離子濃度變化而發光的熒光色素或者發光指示劑來監視細胞內離子移動以測量細胞電活動的方法(下面稱為熒光測量法)。

但是，膜片鉗法在微移液管的制作和操作上必須有特殊的技術。于是，膜片鉗法在一個試樣的測量上需要很多的時間。由于這些，膜片鉗法不適合用于高速篩選大量候補藥品化合物。

另外，盡管熒光測量法在高速篩選大量候補藥品化合物方面是可能的，但必須有細胞染色工序。而且，熒光測量法在測量時由于色素的影響而使背景濃度增高，由于隨著時間過去而脫色，使得測量的S/N比變差。

作為代替這些方法的方法，已有在國際公開第02/055653號公報(下面稱為專利文獻1)上公開的測量細胞外電位的方法(下面稱為細胞外電位測量法)。細胞外電位測量法可以得到與用膜片鉗法獲得的數據相等的高質量數據。而且，細胞外電位測量法能夠如熒光測量法那樣簡單高速地測量大量試樣。

專利文獻1公開了一種細胞外電位測量器件(下面稱為器件)，其測量細胞外電位或者細胞發生的物理化學變化。器件具有至少一個具有設置在基板上的細胞保持機構的坑井(well)。而且，坑井具有用于檢測電信號的傳感機構。

圖40是表示現有技術中細胞外電位測量器件之結構的模式圖。培養液110注入到坑井103內。被檢體細胞(下面稱為細胞)105通過基板102上設置的細胞保持部113被捕捉或保持。細胞保持部113具有在基板102上形成的凹下部104、開口部106和貫通孔107。貫通孔107通過開口部106被連接到凹下部104。而且，在貫通孔107中配置有作為傳感機構的檢測電極109。然后，檢測電極109經過布線108被連接到信號檢測部(未圖示)。

測量時，通過吸泵(未圖示)等從貫通孔107側吸引細胞105并使其貼緊保持在凹下部104部分上。同時，培養液111流到貫通孔107一側并接觸檢測電極109。這樣，由細胞105的活動產生的電信號就不會傳到坑井103的培養液110，而通過貫通孔107一側設置的檢測電極109檢出。

但是，由于使細胞105和藥劑(未圖示)發生反應，使用以往的細胞外電位測量器件的測量方法必須將藥劑注入到培養液110內。向培養液110內注入藥劑使得在細胞105周圍的培養液110發生流動。當細胞105周圍培養液110的流動變化較大時，與檢測電極109接觸的培養液111出現起伏波動。培養液111的起伏波動對于檢測電極109來說就成為噪聲。

當測量細胞外電位時，相對檢測電極109的噪聲就成為使檢測電極109檢測信號之S/N變壞的原因。由于培養液111的起伏波動而產生的噪聲一般來說是100Hz以下的低頻。另一方面，細胞外電位的變化是以DC成分到5kHz左右的周期變化的信號。即，兩個信號的頻帶重疊。

另外，盡管試圖用電濾波器等來降低噪聲成分，但DC成分附近的低頻區域的信號也被切掉了。而且，根據濾波器特性，高于100Hz的區域的信號有時也被切掉了。結果，正確捕捉細胞105產生的細胞外電位信號變得困難了。

發明內容

本發明的細胞外電位測量用傳感元件具有基板、在基板上設置的坑井、在坑井的壁面上設置的引導部以及在基板的下面設置的檢測電極。引導部引導藥劑。在坑井的底面設置有凹下部和用于貫通凹下部和基板下面的第一貫通孔。所述引導部是螺旋形狀和放射形狀中之一?？泳贡粰z體細胞、培養液和藥劑相混合。

附圖說明

圖1是實施方式1中的細胞外電位測量器件的部分切除分解斜視圖。

圖2是圖1所示器件中使用的傳感元件的部分切除分解斜視圖。

圖3是圖2所示傳感元件主要部分的部分切除放大斜視圖。

圖4是表示圖1所示器件之使用方法的剖面圖。