[發(fā)明專利]平面膜片鉗裝置以及平面膜片鉗系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480048002.6
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105555945B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 宇理須恒雄;王志宏;宇野秀隆;長岡靖崇;小林啟
• 申請（專利權）人: 國立研究開發(fā)法人科學技術振興機構
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12Q1/02;G01N21/78
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 劉文海

技術領域

本發(fā)明涉及計量隨著細胞膜的電活動而產(chǎn)生的電流等的平面膜片鉗裝置以及平面膜片鉗系統(tǒng)。另外，還涉及使用平面膜片鉗裝置或者平面膜片鉗系統(tǒng)的藥劑的篩選方法。

背景技術

作為埋入于細胞膜中的膜蛋白質(zhì)的離子通道是與生物系的信號傳遞相關的重要的蛋白質(zhì)。在該離子通道的功能的計量、利用該功能的藥品開發(fā)中，要求計量在離子通道中流通的電流。應對這種要求，作為計量離子通道電流的技術而開發(fā)出的方法，有膜片鉗法。

作為膜片鉗法而最初開發(fā)出的是移液管膜片鉗法，但僅能夠在單點記錄細胞的離子通道電流，存在無法應用于基于多點計量的高通量篩選(high-throughput screening)的課題。作為解決這種課題的技術，開發(fā)出了平面膜片鉗法。在平面膜片鉗法中，例如日本特表2003-511668號公報(專利文獻1)、日本特表2005-536751號公報(專利文獻2)等所公開那樣，在硅芯片等固體基板上設置多個微小的貫通孔，并且將細胞配置于各貫通孔上，使用電極來計量各細胞的離子通道電流，從而能夠實現(xiàn)離子通道電流的多點計量。具體而言，在基板上的細胞的周圍配置巴斯溶液，在基板的貫通孔的下部配置移液管溶液，在巴斯溶液以及移液管溶液中分別配置被電導通的電極(上部電極以及下部電極)，向電極之間外加膜電位，從而測定離子通道電流。

本發(fā)明的發(fā)明人等在此之前對平面膜片鉗法提出了各種改進。例如，在日本特開2009-204407號公報(專利文獻3)以及Urisu et al.，Analytical and Bioanalytical Chemistry，(2008)，391：2703-2709(非專利文獻1)中公開了如下的培養(yǎng)型平面膜片鉗裝置，該培養(yǎng)型平面膜片鉗裝置通過在基板貫通孔的周邊設置細胞外基質(zhì)形成物質(zhì)，延長配置在貫通孔的開口部的細胞的壽命，能夠一邊培養(yǎng)細胞一邊測定離子通道電流。在國際專利公開第2013/094418號小冊子(專利文獻4)中公開了如下的平面膜片鉗裝置，該平面膜片鉗裝置通過無機多孔質(zhì)材料構成電極容器末端，通過使用密封有飽和電極溶液的電極部(鹽橋型電極部)而防止膜電位變動，減少干擾，提高電流測定精度。在國際專利申請第PCT/JP2013/57976號(WO2014/045618：專利文獻5)中記載了如下的平面膜片鉗裝置，該平面膜片鉗裝置通過在細胞培養(yǎng)基板的包括貫通孔在內(nèi)的細胞配置區(qū)域形成用突起部圍成的細胞固定位置，能夠在限制神經(jīng)元移動的同時構成神經(jīng)網(wǎng)，從而提高電流測定精度。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2003-511668號公報

專利文獻2：日本特表2005-536751號公報

專利文獻3：日本特開2009-204407號公報

專利文獻4：國際公開第2013/094418號

專利文獻5：國際公開第20114/045618號

非專利文獻

非專利文獻1：Urisu et al.，Analytical and Bioanalytical Chemistry，(2008)，391：2703-2709

然而，在平面膜片鉗裝置中，在基板貫通孔下配置有保持移液管溶液等導電性液體的貯液部，并且為了進行該液體的導入、更換而在貯液部上連結有送液排液用的流路。下部電極通常設置于該流路。但是，導電性液體容易經(jīng)由該送液排液流路而泄漏，并且在不進行測定時，電流也容易經(jīng)由該送液排液用流路向下部電極泄漏，存在電極容易劣化的課題。

另外，在將平面膜片鉗裝置應用于各種篩選的情況下，其高通量化非常重要。理論上，能夠通過配置多個單一通道的膜片鉗裝置來實現(xiàn)高通量化。但是，在該結構的膜片鉗裝置中，存在裝置整體大型化、成本提高，而且必須在每個裝置上配置電極，需要進行裝置的維護、更換的操作的課題。