CN111344389A - 电反应计测装置、电反应处理方法以及程序 - Google Patents

Abstract

电反应计测装置是对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极(120b)的、相对于至少一个参考电极(120a)的电位进行计测的电反应计测装置(1)，具备至少一个控制电路，在所述多个腔室配置计测对象物，所述至少一个控制电路通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对所推定出的所述电位进行合成，从通过所述测定电极测定出的电位减去所述测定电极的合成出的所述电位，将减去而得到的电位输出。

Description

电反应计测装置、电反应处理方法以及程序

技术领域

本公开涉及电反应计测装置、电反应处理方法以及程序。

背景技术

希望非侵入地对培养细胞以及组织的活动状态进行评价这一要求，存在于为了治疗用的细胞以及组织的产生、药效的试验等而将培养细胞用于医疗或者产业的许多领域。然而，在作为以往以来通常进行的观察手段的基于显微镜的观察中，难以观察如细胞以及组织的形状改变那样的活动以外的细胞活动。例如，专利文献1以及非专利文献1公开了如下方法：通过使测定电极在培养皿的底部表面露出并测定伴随着与电极接触着的细胞的活动的电反应，从而对培养细胞以及组织的活动状态进行评价。另外，专利文献2公开了如下方法：在用多个电极测定生物体(活体)的电反应时，为了提取生物体内的活动而利用主成分分析。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第3909738号公报

专利文献2:日本特许第6072005号公报

非专利文献

非专利文献1:Thomas Pfeiffer等著、“Rapid functional evaluation of beta-cells by extracellular recording membrane potential oscillations withmicroelectrode arrays”、Pfluegers Aechiv European Journal of Physiology、2011年12月、Vol.462、Issue 6、p835-840

发明内容

在治疗用的细胞以及组织的培养中，需要选择能够用于治疗的细胞以及组织。另外，如细胞以及组织那样的生物体的电反应是微弱的，大多会因噪声而难以观测。在专利文献1以及非专利文献1的方法中，多个细胞以及组织的电反应反映于测定电极。在多个电极记录共同(共通)的噪声和共同的信号的情况下，在专利文献2的方法中，有时难以判断所记录的电反应的成分是哪个细胞或者组织的反应。

本公开提供降低多个测定电极中共同的噪声的电反应计测装置、电反应处理方法以及程序。

本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置是对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极的、相对于至少一个参考电极的电位进行计测的电反应计测装置，具备至少一个控制电路，在所述多个腔室配置计测对象物，所述至少一个控制电路，通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成，从通过所述测定电极测定出的电位减去所述测定电极的合成出的所述电位，将减去而得到的电位输出。

本公开的一技术方案涉及的电反应处理方法是对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极的、相对于至少一个参考电极的电位进行处理的电反应处理方法，在所述多个腔室配置计测对象物，取得相对于所述至少一个参考电极的所述多个测定电极各自的电位，通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成，从关于所述测定电极而取得了的所述电位减去所述测定电极各自的合成出的所述电位，将减去而得到的电位输出。

本公开的一技术方案涉及的程序使计算机执行：取得配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极各自与至少一个参考电极之间的电位，所述培养容器供计测对象物进行配置；通过对关于所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分；关于所述多个测定电极各自,根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成；从关于所述测定电极而取得了的所述电位减去所述测定电极的合成出的所述电位；将减去而得到的电位输出。

此外，这些总括性的或者具体性的技术方案既可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或者计算机能够读取的记录盘等记录介质来实现，也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意的组合来实现。计算机能够读取的记录介质例如包括CD－ROM(Compact Disc-Read Only Memory，光盘只读存储器)等非易失性的记录介质。

根据本公开的电反应计测装置等，能够降低多个测定电极中共同的噪声。

本公开的一技术方案的附加的好处以及优点根据本说明书以及附图来明确。该好处以及/或者优点能够通过本说明书以及附图中公开的各种各样的技术方案以及特征来个别地进行提供，并不是为了获得好处以及/或者优点的一个以上而需要全部。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的电反应计测装置的功能性构成的一个例子的框图。

图2是示意性地表示实施方式1涉及的电反应计测装置的构成的一个例子的立体图。

图3是示意性地表示图2的培养容器的构成的一个例子的立体图。

图4A是示意性地表示图3的培养容器内的参考电极以及测定电极的构成的一个例子的俯视图。

图4B是示意性地表示沿图4A的IVB－IVB线的剖面的剖面侧视图。

图4C是表示培养液的液面以超过分隔壁的高度的高度保持的情况的图。

图4D是表示培养液的液面以不超过分隔壁的高度的高度保持的情况的图。

图5是示意性地表示图1的计测部的电位计测部的构成的一个例子的俯视图。

图6是表示图1的处理部的存储部所存储的内容的一个例子的图。

图7A是表示图1的处理部的信号处理部进行的电位波形的处理过程的一个例子的图。

图7B是表示图1的处理部的信号处理部进行的电位波形的处理过程的一个例子的图。

图7C是表示图1的处理部的信号处理部进行的电位波形的处理过程的一个例子的图。

图8是表示实施方式1涉及的电反应计测装置的动作的一个例子的流程图。

图9是表示图1的电位取得部的硬件构成的一个例子的框图。

图10是表示图8的步骤S1100的处理的详细的一个例子的流程图。

图11A是与图4A同样地表示实施方式1涉及的电反应计测装置中的电极的变形例1的示意性的俯视图。

图11B是示意性地表示沿图11A的XIB－XIB线的剖面的剖面侧视图。

图12A是与图4A同样地表示实施方式1涉及的电反应计测装置中的电极的变形例2的示意性的俯视图。

图12B是示意性地表示沿图12A的XIIB－XIIB线的剖面的剖面侧视图。

图13是表示实施方式2涉及的电反应计测装置中的信号处理部的功能性构成的一个例子的框图。

图14是表示实施方式2涉及的电反应计测装置的动作的一个例子的流程图。

图15A是表示实施方式2涉及的电反应计测装置中的相互相关函数处理部的计算结果的一部分的一个例子的图。

图15B是表示实施方式2涉及的电反应计测装置中的相互相关函数处理部的计算结果的一部分的一个例子的图。

图16是表示图14的步骤S2300的处理的详细的一个例子的流程图。

图17是表示图14的步骤S2400的处理的详细的一个例子的流程图。

图18是表示实施方式2涉及的电反应计测装置中的分组处理部的动作过程中的计算结果的一个例子的图。

具体实施方式

参与本公开的发明人即本发明人得到了以下的见解。本发明人研究了以非侵入的方式对培养细胞以及培养组织的活动状态进行评价的技术。本发明人着眼于为了对细胞等的各种各样的活动状态进行评价而使用细胞等的电反应的技术而进行了研究。然而，在如专利文献1和2以及非专利文献1所公开的那样的现有技术中，有时在使用了与细胞等接触的测定电极的电反应的计测结果中会反映多个细胞或者组织的电反应。进一步，在使用了多个测定电极的计测中，会在各测定电极的电反应的计测结果中包含共同的噪声以及共同的信号。由此，各测定电极的计测结果无法准确地表示与该测定电极接触的细胞等的电反应。

因此，本发明人研究了降低多个测定电极中共同的噪声的技术。具体而言，本发明人研究了使用培养细胞或者组织的培养容器的形状、电极的配置以及统计性方法来降低噪声的技术。本发明人发现：通过在培养容器中的多个凹槽等的腔室各自中配置测定电极，使用主成分分析从用测定电极对各腔室的培养细胞或者组织进行计测而得到的电位的时序列数据提取测定电极所共同的成分，按各测定电极求出主成分的残差，从而能够降低噪声。于是，本发明人研究出如以下所述的技术。

本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置是对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极的、相对于至少一个参考电极的电位进行计测的电反应计测装置，具备至少一个控制电路，在所述多个腔室配置计测对象物，所述至少一个控制电路，通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成，从通过所述测定电极测定出的电位减去所述测定电极的合成出的所述电位，将减去而得到的电位输出。

根据上述技术方案，对根据测定电极的主成分系数和主成分得分推定的与主成分对应的电位进行了合成所得的电位，能够表示该测定电极中的噪声。进一步，该噪声根据主成分系数和主成分得分而推定，因此是考虑了相对于参考电极的位置等的该测定电极所特有的特征的噪声，并且是多个测定电极中共同的噪声。从通过测定电极测定出的电位减去这样的噪声而得到的电位是有效地降低了多个测定电极中共同的噪声的电位。这样，电反应计测装置能够在各测定电极中降低多个测定电极中共同的噪声成分，提取通过各测定电极而独自地记录了的成分。并且，电反应计测装置能够提取并降低从一个噪声源混入到多个测定电极的噪声，准确地提取按各测定电极而不同的来自于计测对象物的电反应。

本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置也可以还具备所述多个测定电极和所述至少一个参考电极。

本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置也可以还具备将所述多个腔室相互电分隔的分隔壁。

根据上述技术方案，分隔壁能够抑制测定电极的电位对其他测定电极的电位造成的影响。由此，各测定电极的电位的检测精度提高，因此，电反应计测装置能够输出精度高的处理结果。

在本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置中也可以为：所述测定电极配置在包围所述腔室的所述分隔壁的内侧，所述参考电极配置于所述分隔壁。

根据上述技术方案，能够抑制各测定电极与参考电极的距离的偏差。由此，各测定电极的电位能够降低由与参考电极的距离引起的影响即偏差。

在本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置中也可以为：所述至少一个控制电路，关于所述主成分各自，算出对于所计测到的电位整体的方差的、所述主成分的说明量，从所述主成分中的所述说明量大的主成分起顺序提取所述主成分的一部分，关于所提取到的所述主成分，合成与所述主成分对应的电位。

根据上述技术方案，说明量越大，主成分越能够表示由数据整体中共同的噪声引起的电位变动。由从说明量大的主成分起顺序即降序提取到的主成分所对应的电位合成得到的合成电位有效地表示噪声的特征。由此，能够实现精度高的噪声除去。

在本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置中也可以为：所述至少一个控制电路，关于所述多个测定电极各自，算出至少两个主成分，关于与所述主成分对应的电位，算出与两个所述主成分对应的电位的相互相关系数，对所述相互相关系数为预定值以上的所述两个主成分进行分组，算出所述组所包含的全部所述主成分的说明量之和来作为所述组的说明量，关于所述组的说明量及不包含于所述组的所述主成分的所述说明量，从所述说明量多的主成分提取所述组以及不包含于所述组的所述主成分，对所提取到的所述组以及不包含于所述组的所述主成分包含的所述主成分所对应的电位之和进行推定，从通过所述测定电极测定出的电位减去所述电位之和。

根据上述技术方案，所提取的组所包含的主成分彼此为相互相关系数高的主成分，是相似的。电位之和由与说明量多的组的主成分对应的电位构成，包含与相似的主成分对应的电位。由此，与会被作为因相位偏移而说明量小的噪声进行处理的主成分对应的电位和与相似的主成分对应的电位一起包含于电位之和，被作为噪声而从通过测定电极测定出的电位减去即除去。由此，能够实现精度高的噪声除去。

本公开的一技术方案涉及的电反应处理方法是对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极的、相对于至少一个参考电极的电位进行处理的电反应处理方法，在所述多个腔室配置计测对象物，取得相对于所述至少一个参考电极的所述多个测定电极各自的电位，通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自，算出至少一个主成分，关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对所推定出的所述电位进行合成，从关于所述测定电极而取得了的所述电位减去所述测定电极各自的合成出的所述电位，将减去而得到的电位输出。根据上述技术方案，能获得与本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置同样的效果。

本公开的一技术方案涉及的程序使计算机执行：取得配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极各自与至少一个参考电极之间的电位，所述培养容器供计测对象物进行配置，通过对关于所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自，算出至少一个主成分，关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对所推定出的所述电位进行合成，从关于所述测定电极而取得了的所述电位减去所述测定电极的合成出的所述电位，将减去而得到的电位输出。根据上述技术方案，能获得与本公开的一技术方案涉及的电反应计测装置同样的效果。

此外，上述的总体的或者具体的技术方案既可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机能够读取的记录盘等的记录介质来实现，也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或记录介质的任意组合来实现。计算机能够读取的记录介质例如包括CD－ROM等的非易失性的记录介质。另外，装置也可以由一个以上的装置构成。在装置由两个以上的装置构成的情况下，该两个以上的装置既可以配置在一个设备内，也可以分开而配置在分离的两个以上的设备内。在本说明书以及权利要求书中，“装置”不仅可指一个装置，也可指包括多个装置的系统。

以下，参照附图对本公开涉及的电反应计测装置进行具体的说明。此外，以下说明的实施方式均是表示总括性的或者具体的例子的。以下的实施方式所示的数值、形状、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一个例子，并不是意在限定本公开。另外，关于以下的实施方式中的构成要素中的、未记载于表示最上位概念的独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来进行说明。另外，各图是示意图，并不一定严格地图示。进一步，在各图中，对实质上相同的构成要素标记同一标号，有时省略或者简化重复的说明。

[实施方式1]

对实施方式1涉及的电反应计测装置1进行说明。实施方式1涉及的电反应计测装置1具备：培养容器，其具有各自通过分隔壁电隔开的多个测定电极、和一个以上的参考电极；电位计测部，其具有电位取得部以及控制部；和处理部，其具有存储部以及信号处理部。在电反应计测装置1中，电位计测部取得培养容器的测定电极各自和参考电极的电位。电位计测部也可以取得以接地电位为基准的测定电极的电位。电位计测部也可以取得以接地电位为基准的参考电极的电位。

关于按各测定电极得到的、以接地电位为基准的测定电极的电位与以接地电位为基准的参考电极的电位之差即电位差的时间波形，处理部使用主成分分析来提取多个测定电极的电位差中共同的电位差的时间变动成分。

进一步，处理部通过将所提取到的电位差的时间变动成分作为噪声来从各测定电极的电位差的时间波形中除去，降低各测定电极的电位差所包含的噪声。

以下，将测定电极的电位与参考电极的电位之间的电位差也简称为“电位”。另外，以下，将电位差的时间波形也称为“电位波形”。

[1－1.电反应计测装置的构成]

对实施方式1涉及的电反应计测装置1的构成进行说明。图1是表示实施方式1涉及的电反应计测装置1的功能性构成的一个例子的框图。图2是示意性地表示实施方式1涉及的电反应计测装置1的构成的一个例子的立体图。如图1所示，电反应计测装置1具备计测部100和处理部200。处理部200对通过计测部100计测到的电信号的数据进行处理。计测部100具备培养容器110、培养容器110内的电极120以及电位计测部130。处理部200包括存储部210、信号处理部220以及输出部230。

[1－1－1.计测部100的构成]

对计测部100的构成进行说明。计测部100向处理部200输出由培养容器110内的对象物的电反应引起的电位的变化。对象物的例子为细胞以及组织等生物学的材料。并不限定于此，但在本实施方式中，将在培养容器110内培养的培养细胞以及培养组织作为对象物。细胞以及培养细胞包括单一细胞以及细胞团等的多个细胞。

参照图1、图3、图4A以及图4B对培养容器110以及电极120的构成进行说明。此外，图3是示意性地表示图2的培养容器110的构成的一例的立体图，是培养容器110的鸟瞰图。图4A是示意性地表示图3的培养容器110内的参考电极120a及测定电极120b的构成的一个例子的俯视图。图4B是示意性地表示沿图4A的IVB－IVB线的剖面的剖面侧视图。

如图3所示，培养容器110是用于培养细胞以及组织的容器。培养容器110保持包含细胞或者组织的培养液。在图3的例子中，这样的培养容器110是也被称为浅底盘的有底圆筒状的培养皿，但也可以是培养用的平盘(plate)或者培养用的烧瓶。

如图3、图4A以及图4B所示，培养容器110在其底壁110a上包括具有多个腔室140b的区划部件140。区划部件140具有呈格子状延伸的分隔壁140a，由分隔壁140a区划形成多个腔室140b。分隔壁140a配置为包围各腔室140b。腔室140b是长方体状的空洞。腔室140b也被称为凹槽，因此，本说明书以及权利要求书中也记载为凹槽。所培养的细胞或者组织被配置在凹槽140b内。

各凹槽140b向朝向底壁110a的下方和其相反侧的上方开放，在侧方通过分隔壁140a而与相邻的凹槽140b在物理方面以及电方面隔开。区划部件140由树脂以及玻璃等具有电绝缘性的材料构成。因此，相邻的凹槽140b间的电分隔通过分隔壁140a而变大。也即是，相邻的凹槽140b间的电反应难以传递。在本实施方式中，区划部件140作为整体而具有板状的形状，也被称为凹槽板。从上方向下方观察到的凹槽140b的平面形状为矩形，但也可以是圆形、椭圆形、其他多边形等的任何形状。如上述那样的培养容器110以及区划部件140每次培养细胞或者组织时被进行更换。另外，培养容器110以及区划部件140既可以由分别的部件构成，也可以由一体化的一个部件构成。

如图1、图3、图4A以及图4B所示，电极120由至少一个参考电极120a和多个测定电极120b1、120b2、……、120bk、……、120bm(m为2以上)构成。测定电极120b1～120bm构成为，所连接的电路相互不同。即，各测定电极120b1～120bm的信号被独立地输出到电位计测部130的连接器132。此外，也将测定电极120b1～120bm记为“测定电极120b”。在本实施方式中，一个参考电极120a配置在培养容器110的底壁110a。一个参考电极120a既可以由一个电极构成，也可以由包括多个电极的电极组构成。

在参考电极为多个的情况下，也可以将通过使多个参考电极电导通而得到的一个电位作为参考电位，求出电位波形。

在参考电极为多个的情况下，也可以将对多个参考电极的多个电位进行平均化而得到的电位作为参考电位，求出电位波形。

参考电极120a贯穿底壁110a而露出在培养容器110内，与培养容器110内的培养液接触。参考电极120a配置在区划部件140的外侧，与任何凹槽140b都通过分隔壁140a而隔开。这样的参考电极120a与凹槽140b内的细胞或者组织不接触。参考电极120a配置为与培养液接触即可。因此，只要是与培养液接触且为区划部件140的外侧的位置，参考电极120a也可以在培养容器110中配置在侧壁等的底壁110a以外的任何位置。

如图3、图4A以及图4B所示，多个测定电极120b配置在培养容器110的底壁110a。各测定电极120b配置在凹槽140b内。具体而言，在一个凹槽140b配置有一个测定电极120b。各测定电极120b贯穿底壁110a而露出在凹槽140b内。各测定电极120b与凹槽140b内的培养液接触，与该凹槽140b内的细胞或组织接触或者位于其附近。只要是与凹槽140b内的细胞或组织接触或者位于其附近且与培养液接触的位置，测定电极120b也可以配置在分隔壁140a等的底壁110a以外的位置。测定电极120b以及参考电极120a都配置在与培养基接触的位置即可。

从参考电极120a以及各测定电极120b延伸的导线等的布线与电位计测部130的连接器132连接。各布线也可以埋入培养容器110的底壁110a。由此，能够构成为：当将培养容器110载置在连接器132上时，连接器132与参考电极120a以及各测定电极120b电连接。

在培养容器110内保持有培养液，但存在如图4C所示那样培养液的液面150以超过了分隔壁140a的高度的高度保持的情况、和如图4D所示那样培养液的液面150以不超过分隔壁140a的高度的高度保持的情况。在如图4C所示那样培养液的液面150以超过了分隔壁140a的高度的高度保持的情况下，多个测定电极120b和参考电极120a通过培养液而电连接。但是，通过培养液实现的电连接绕过具有绝缘性的分隔壁140a,因此通过增大电极间的距离能够增大电分隔。另一方面，细胞或者组织与测定电极120b接触或者配置在其附近，与处于配置有该细胞或者组织的凹槽以外的测定电极120b或者参考电极120a之间的距离，相比于与处于配置有该细胞或者组织的凹槽的测定电极120b之间的距离，足够大，因此，电分隔足够大，能够忽略某细胞或者组织的电反应对处于配置有该细胞或者组织的凹槽以外的测定电极120b的电位检测或者参考电极120a的电位检测产生影响的可能性。另一方面，在如图4D所示那样培养液的液面150以不超过分隔壁140a的高度的高度保持的情况下，多个测定电极120b各自以及参考电极120a不电连接，电分隔足够大。

参照图1、图2以及图5，对电位计测部130的构成进行说明。此外，图5是示意性地表示图1的计测部100的电位计测部130的构成的一个例子的俯视图。电位计测部130取得与测定电极120b接触或者位于测定电极120b的附近的细胞或者组织的电位波形。如图1以及图2所示，电位计测部130具备电位取得部131、连接器132以及控制部133。在本实施方式中，电位计测部130构成如图2所示那样的板状的连接器装置300的整体或者一部分。连接器装置300构成为在其载置面上载置培养容器110，经由有线或者无线通信与计算机装置400连接。处理部200构成计算机装置400的整体或者一部分。

如图1、图2以及图5所示，连接器132具有配置在连接器装置300的载置面的多个端子132a。连接器132由多个端子132a以及连接于多个端子132a的电路构成。多个端子132a与从载置在连接器装置300的载置面上的培养容器110的参考电极120a以及测定电极120b各自延伸的导线等的布线接触而电连接。连接器132将从参考电极120a以及测定电极120b各自连接的布线连接到连接器装置300的内部的电路。具体而言，连接器132通过使连接器132的各端子132a与上述布线接触，将参考电极120a以及测定电极120b连接到电位计测部130的内部、也即是电位取得部131。

电位取得部131以预先确定的采样频率对通过连接器132连接于电路的培养容器110的测定电极120b各自的电位与参考电极120a的电位之间的电位差进行采样，并进行数字化来加以取得。此外，在本说明书以及权利要求书中，有时也将测定电极120b与参考电极120a之间的电位差记为“测定电极120b的电位”。

与测定电极120b接触或者其附近的细胞或者组织进行因培养环境的变化例如药剂的添加等的化学变化、电刺激、振动等引起的活动和/或细胞或者组织的自发性活动。上述自发性活动的例子为细胞的分裂、自发放电以及自发性化学物质的分泌等的活动。通过电位取得部131取得由该活动引起的、测定电极120b的电位与参考电极120a的电位之间的电位差的变化。各测定电极120b通过区划部件140的分隔壁140a而相互电隔开，从各测定电极120b延伸的布线相互绝缘。因此，各凹槽140b中的电位的变化，在难以向其他凹槽140b传递、抑制了对其他凹槽140b的影响以及来自其他凹槽140b的影响的状态下，由电位取得部131来取得。

控制部133对电位取得部131的动作进行控制。进一步，控制部133向处理部200输出关于通过电位取得部131取得的测定电极120b各自的按每个采样点的、以参考电极的电位为基准的电位的值，并使之存储于处理部200的存储部210。

电位取得部131以及控制部133也可以由包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)或者DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等处理器以及RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)和ROM(Read-Only Memory，只读存储器)等存储器等的计算机系统(未图示)构成。电位取得部131以及控制部133的一部分或者全部的功能也可以通过CPU或者DSP将RAM用作工作用的存储器并执行记录于ROM的程序来实现。另外，电位取得部131以及控制部133的一部分或者全部的功能也可以通过电子电路或者集成电路等专用硬件电路来实现。电位取得部131以及控制部133的一部分或者全部的功能也可以由上述的软件功能和硬件电路的组合来构成。

[1－1－2.处理部200的构成]

参照图1以及图2，对处理部200的构成进行说明。处理部200从由电位计测部130输出的、以参考电极的电位为基准的电位的计测结果除去多个测定电极120b中共同的噪声，并将除去所得的结果输出。处理部200例如构成如图2所示那样的计算机装置400的全部或者一部分。处理部200具备存储部210、信号处理部220以及输出部230。在此，处理部200是控制电路的一个例子。

存储部210能够进行各种信息的保存以及取出。存储部210例如由ROM、RAM、闪速存储器等的半导体存储器、硬盘驱动器或者SSD(Solid State Drive，固态驱动器)等的存储装置来实现。存储部210存储从电位计测部130向处理部200输出的信息。具体而言，电位计测部130向存储部210输出:按每个采样点即每个预定的时间对由电位取得部131取得的测定电极120b各自的电位进行采样所得的、以参考电极的电位为基准的电位的值。因此，存储部210使各测定电极120b的每个预定的时间的、以参考电极的电位为基准的电位的值,与测定时刻相关联来进行存储。例如，图6表示图1的处理部200的存储部210所存储的内容的一个例子。在图6的例子中，在存储部210中存储有在各时间由各测定电极120b计测到的、以参考电极的电位为基准的电位的值。此外，由信号处理部220、输出部230处理的电位为以参考电极的电位为基准的电位。

信号处理部220通过对由存储于存储部210的各测定电极120b的电位的值和时间轴形成的电位波形进行主成分分析，除去多个测定电极120b中共同的噪声成分。对于信号处理部220的详细构成，将在后面进行描述。信号处理部220所包括的后述的构成要素也可以由分别包括CPU或者DSP等的处理器以及RAM和ROM等的存储器等的计算机系统(未图示)来构成。各构成要素的一部分或者全部的功能也可以通过CPU或者DSP将RAM用作工作用的存储器并执行记录于ROM的程序来实现。另外，各构成要素的一部分或者全部的功能也可以由电子电路或者集成电路等专用硬件电路来实现。各构成要素的一部分或者全部的功能也可以由上述的软件功能和硬件电路的组合来构成。程序既可以预先配备于各构成要素，也可以是作为应用程序而通过经由互联网等的通信网的通信、基于移动通信标准的通信、其他无线网络、有线网络或者广播等提供的程序。

输出部230输出通过信号处理部220除去了噪声的各测定电极120b的电位波形的信号。输出信号的例子是将每个测定电极120b的电位波形表现为数值列的数据。输出部230也可以将输出信号输出并存储于未图示的存储介质。或者，输出部230也可以将输出信号输出至显示器或者印刷机，并使显示器进行显示、或者使印刷机将其显示于纸等的印刷介质。或者，输出部230也可以将输出信号输出至进行判定处理的软件或者电路而使之进行判定。判定的例子为基于电位波形判定细胞或者组织的活动性是否良好的判定。这样的输出部230也可以由向输出对象输出信号的电路来构成。

参照图1对信号处理部220的详细的构成进行说明。信号处理部220关于存储于存储部210的测定电极120b各自的每个预定的时间的电位、即时间轴上的电位波形，将多个测定电极120b的多个电位波形视为多个变量的每个采样点的数据序列。具体而言，数据序列包含变量X1～Xm，变量X1～Xm分别是测定电极120b1～120bm的电位波形中的相同时间的采样点的电位。例如，变量Xk(k＝1～m，k为整数)下的值Xkl(l＝1～p，l为整数)与测定电极120bk的电位波形中的、特定的采样点l的电位对应。采样点的电位例如为按每个预定的时间计测到的电位。变量Xk能够由将Xkl(l＝1～p)作为元素的向量来表示，以下，有时也记载为变量Xk向量。即也可以记载为：

X1＝(X11……X1l……X1p)、……、

Xk＝(Xk1……Xkl……Xkp)、……、

Xm＝(Xm1……Xml……Xmp)。在此，当将a设为采样周期时，

X11为在时间t所测定的测定电极120b1的电位、……、

X1l为在时间t+(l－1)×a所测定的测定电极120b1的电位、……、

X1p为在时间t+(p－1)×a所测定的测定电极120b1的电位、……、

Xk1为在时间t所测定的测定电极120bk的电位、……、

Xkl为在时间t+(l－1)×a所测定的测定电极120bk的电位、……、

Xkp为在时间t+(p－1)×a所测定的测定电极120bk的电位、……、

Xm1为在时间t所测定的测定电极120bm的电位、……、

Xml为在时间t+(l－1)×a所测定的测定电极120bm的电位、……、

Xmp为在时间t+(p－1)×a所测定的测定电极120bm的电位。

进一步，信号处理部220通过对由变量X1～Xm构成的数据序列进行主成分分析，提取测定电极120b1～120bm的电位波形中共同的成分来作为主成分。信号处理部220将测定电极120b1～120bm中共同的主成分视为噪声。

具体而言，信号处理部220通过将由多个测定电极120b1～120bm各自记录了的电位作为各自的数据序列，作为包含多个数据序列的数据来进行主成分分析，从而关于多个测定电极120b1～120bm各自提取并算出至少一个主成分。进一步，信号处理部220关于多个测定电极120b1～120bm各自,根据该测定电极的主成分推定与主成分对应的电位。也即是，信号处理部220关于所提取到的各主成分，按照对于通过测定电极120b1～120bm取得的数据即变量X1～Xm的系数(也称为“主成分系数”)、和各测定时间点即采样点的主成分得分，推定每个测定电极120bk(k＝1～m)的基于主成分的电位。

进一步，信号处理部220对所推定的每个测定电极120bk的基于主成分的电位进行合成，从通过该测定电极120bk计测到的电位减去该测定电极120bk的所合成出的电位。信号处理部220输出按每个测定电极120bk进行计算而得到的减法运算的残差来作为该测定电极120bk的噪声除去结果。此外，例如，对于多个主成分中的第i主成分的主成分得分zi，可以使用变量X1～Xm和对于变量X1～Xm的主成分系数ai1～aim，表示为zi＝ai1×X1+ai2×X2+……+aim×Xm。

当X1＝(X11……X1l……X1p)、～、Xm＝(Xm1……Xml……Xmp)时，为(Zil……Zil……Zip)^T＝ai1×(Xm1……Xml……Xmp)^T+……+aim×(Xm1……Xml……Xmp)^T。

这样的信号处理部220包括主成分分析处理部221、主成分合成部222以及共同噪声除去处理部223。主成分分析处理部221关于存储于存储部210的每个测定电极120bk(k＝1～m)的电位的值，生成全部测定电极间的协方差矩阵或者相关矩阵，进行主成分分析。主成分分析处理部221持续提取主成分，直到提取预先确定的数量的主成分。或者，主成分分析处理部221持续提取主成分，直到对于基于所提取到的主成分的全部方差的说明量、即所提取到的主成分的累计贡献率超过预先确定的值。也即是，主成分分析处理部221关于主成分各自,算出对于所计测到的电位整体的方差的、主成分的说明量，从主成分中的说明量大的主成分起,顺序提取主成分的一部分。

贡献率表示主成分的固有值所表示的信息在数据的全部信息中所占的比例，是固有值相对于全部方差的比例。累计贡献率是按从大到小的顺序将各主成分的贡献率相加而得到的值。上述的预先确定的累计贡献率的值的例子为70％。主成分分析处理部221向主成分合成部222输出所提取到的各主成分的主成分系数以及主成分得分(也称为“主成分分数(score)”)。全部方差是用于主成分分析的通过全部测定电极测定出的数据的方差。

测定电极的数量相当于主成分分析中的数据的维数。因此，例如，在主成分分析中，能够求出与数据序列的变量X1～Xm的数量相同的数量的主成分。例如，第1主成分是基于变量的所有线性合成中的、具有最大的方差的线性合成。第2主成分是在与第1主成分不相关这一条件下的、线性合成中的具有最大的方差的线性合成。第3主成分以后也同样地,是在与其之前的主成分不相关这一条件下的、线性合成中的具有最大的方差的线性合成。即，作为变量的线性合成，能够得到按方差从大到小的顺序进行变换后的正交成分来作为主成分。通过主成分分析得到的固有值是主成分的方差。通过主成分分析得到的固有向量是将使用变量X1～Xm来表示主成分的情况下的、赋予给各变量X1～Xm的权重系数即主成分系数作为元素的向量。主成分得分是将固有向量和变量X1～Xm线性组合而得到的值。关于主成分分析的详细，将在后面进行描述。

主成分分析也可以如下述那样进行。主成分分析处理部221求出：

作为时间t的电位的平均值的avg1＝(X11+……+Xk1+……+Xm1)/m、……、

作为时间t+(l－1)×a的电位的平均值的avgl＝(X1l+……+Xkl+……+Xml)/m、……、

作为时间t+(p－1)×a的电位的平均值的avgp＝(X1p+……+Xkp+……+Xmp)/m。

主成分分析处理部221求出对于变量X1＝(X11，……，X1l，……，X1p)、……、变量Xk＝(Xk1，……，Xkl，……，Xkp)、……、变量Xm＝(Xm1，……，Xml，……，Xmp)的协方差矩阵V。

接着，主成分分析处理部221求出所述协方差矩阵的固有值λ1、固有值λ2、……、固有值λm。

并且，主成分分析处理部221从所述固有值λ1、λ2、……、λm求出最大的固有值λmax1的固有向量(u1_max1u2_max1……um_max1)^T、次大的固有值λmax2的固有向量(u1_max2u2_max2……um_max2)^T、……。

此外，主成分分析处理部221“持续提取主成分，直到所提取到的主成分的累计贡献率超过预先确定的值”，将其例示为如下所述。

例如，对于X1＝(X11，X12，X13)、X2＝(X21，X22，X23)、X3＝(X31，X32，X33)的协方差矩阵V为：

。此外，

avg1＝(X11+X21+X31)/3，表示时间t的电压值的平均值，

avg2＝(X12+X22+X32)/3，表示时间t+a的电压值的平均值，

avg3＝(X13+X23+X33)/3，表示时间t+2a的电压值的平均值。

将主成分分析处理部221求出的协方差矩阵V的固有值设为λ1、λ2、λ3，

将对于固有值λ1的固有向量设为：

将对于固有值λ2的固有向量设为：

在此，在累计贡献率为70％、λ1＞λ2＞λ3、(λ1/sum)＜(70/100)、{(λ1+λ2)/sum}＞(70/100)的情况下，主成分分析处理部221求出第1主成分得分z1、第2主成分得分z2。也即是，主成分分析处理部221即使不求出使用对于固有值λ3的固有向量的元素的第3主成分得分z3也可以。

此外，

z1l＝u11×X1l+u12×X2l+u13×X3l，(1≤l≤p)

z2l＝u21×X1l+u22×X2l+u23×X3l，(1≤l≤p)

主成分合成部222基于通过主成分分析处理部221提取到的主成分的主成分系数以及主成分得分，按每个测定电极120bk(k＝1～m)，对通过所提取到的主成分说明的电位变化进行合成。也即是，主成分合成部222按每个测定电极120bk(k＝1～m)，关于所提取到的主成分，对与主成分对应的电位进行合成。所合成出的波形为电位波形，按每个测定电极120bk而不同。这是因为：根据各测定电极120bk的电阻值、各测定电极120bk距噪声源的距离以及位置关系、各测定电极120bk与参考电极120a的距离以及位置关系等，即使是相同的噪声成分，对通过测定电极120bk各自所取得的电位的影响也不同。基于这样的各测定电极120bk的主成分的合成波形表示考虑了噪声对测定电极120bk各自的影响的大小的噪声成分，是多个测定电极120b1～120bm中共同的噪声成分。由此，多个测定电极120b1～120bm中共同的噪声成分，能够考虑噪声对测定电极120bk各自的影响的大小来关于测定电极120bk各自进行求出。

在上述的例子中，固有向量

为主成分，第1主成分的主成分系数为u11、u12、u13。

在此，对主成分合成部222的合成处理的详细进行说明。如上所述，变量Xk(1≤k≤m，k为整数)是通过测定电极120bk(1≤k≤m，k为整数)计测到的电位的时间方向向量。并且，在主成分分析中，第i主成分(1≤i≤m，i为整数)是对变量X1～Xm进行主成分分析而提取到的主成分中的、按贡献率从高到低的顺序(降序)提取到的第i个主成分。其中，i＝m时，通过主成分对数据的全部方差进行说明。因此，为了将主成分作为测定电极120b1～120bm中共同的噪声来从数据中除去、留下测定电极120b1～120bm固有的数据，需要i＜m。

在此，由主成分系数ai表示第i主成分的主成分系数，由aik表示对于变量Xk的主成分系数。由zi表示第i主成分的主成分得分。并且，在主成分得分zi的算出中，如下述的式1那样，针对所提取到的各主成分，求出将由配置于以变量X1～Xm向量的元素为坐标的m维空间的、各采样点的变量X1～Xm的坐标值构成的数据变换到以主成分为坐标的空间而得到的值。此外，将由测定电极120b1～120bm的采样点l(1≤l≤p、l为整数)的数据(电位)构成的坐标设为(X1l，X2l，X3l，……，Xkl，……，Xml)。

另外，数据的全部方差是以变量X1～Xm向量的元素为坐标的空间内的、取坐标(X1l，X2l，X3l，……，Xkl，……，Xml)的全部采样点的数据的方差。主成分分析是如下的计算：将变量X1～Xm向量作为正交坐标，设定数据空间，使其坐标轴进行旋转来对数据的方差进行最大化，即不断提取出最能说明数据的变动的轴。对于方差的说明量或者贡献率是指主成分能够说明的方差相对于m维的数据空间内的方差的比率。

对于基于第i主成分的测定电极120bk的(变量Xk轴上的)电位波形的合成，能够如以下那样进行说明。也即是，基于第i主成分的测定电极120bk的第一合成波形Yik，通过对第i主成分的主成分得分zi的序列的各元素乘以对于变量Xk的第i主成分的主成分系数aik、进而加上变量Xk向量的元素Xkl(l＝1～p)的平均值，从而求出。具体而言，第一合成波形Yik上的采样点l的值Yikl可通过以下的式2来求出。根据各采样点l的值Yikl生成基于第i主成分的测定电极120bk的第一合成波形Yik。

作为对测定电极120bk的第1主成分～第n主成分(1≤i≤n，i为整数，n＜m)进行合成而得到的电位波形的第二合成波形Yk，通过第一合成波形Y1k～Ynk的加法运算来求出。具体而言，第二合成波形Yk上的采样点l的值(电位)Ykl通过以下的式3来求出。值Ykl表示基于采样点l的第1主成分～第n主成分的“噪声”。通过各采样点l的值Ykl形成的第二合成波形Yk表示基于测定电极120bk的第1主成分～第n主成分的“噪声”。这样的噪声是多个测定电极120b1～120bm中共同的噪声成分。

如上所述，主成分合成部222关于各测定电极120bk(k＝1～m)，通过关于对第i主成分的主成分得分zik的序列的元素乘以对于变量Xk的第i主成分的主成分系数aik而得到的值加上变量Xk的元素的平均值，从而算出基于各第i主成分的第一合成波形中的各采样点l的值Yikl。进一步，主成分合成部222关于各测定电极120bk(k＝1～m)，通过对基于第1主成分～第n主成分的第一合成波形的采样点l的值Yikl进行加法运算而算出基于第1主成分～第n主成分的第二合成波形的各采样点l的值Ykl。由此，主成分合成部222算出关于各测定电极120bk(k＝1～m)的基于第1主成分～第n主成分的第二合成波形。

共同噪声除去处理部223关于各测定电极120bk，将通过主成分合成部222合成出的该测定电极120bk的基于提取主成分的电位变化的合成波形(第二合成波形)、即噪声,从该测定电极120bk的计测电位波形中减去，求出残差波形。该残差波形表示除去该测定电极120bk的噪声后的电位波形。此外，在通过主成分分析处理部221提取到的主成分为一个的情况下，主成分合成部222求出第一合成波形，不需要求出第二合成波形。

例如，图7A～图7C表示图1的处理部200的信号处理部220的电位波形的处理过程的一个例子。图7A～图7C表示用于计算的5个测定电极120bk～120bk+4的电位波形中的、3个测定电极的处理过程。具体而言，图7A表示测定电极120bk的处理过程，图7B表示测定电极120bk+1的处理过程，图7C表示测定电极120bk+2的处理过程。图7A～图7C的曲线图均是在纵轴表示电位(单位为μV)，在横轴表示时间(秒)。关于图7A～图7C的曲线图各自，上部的曲线图UG表示处理前的电位波形。中部的曲线图MG表示使用通过主成分分析提取到的第1主成分～第3主成分而合成出的噪声成分。也即是，噪声成分与在上面关于主成分合成部222描述过的n＝3的情况下的第二合成波形对应。下部的曲线图LG表示从上部的处理前的电位波形除去了中部曲线图MG的噪声成分的结果的电位波形。中部曲线图MG所示的噪声成分按每个测定电极而在其大小以及波形方面不同，但均包含如脉冲那样的周期性的成分，该周期性的成分是脉冲的频度大约为60Hz、脉冲自身的波形急剧地变动的成分。除去了这样的噪声成分的结果是，在下部曲线图LG的电位波形中，能够确认到在上部曲线图UG中难以确认的、按每个测定电极而不同的周期缓慢的波形。

[1－2.电反应计测装置的动作]

接着，对实施方式1涉及的电反应计测装置1的动作进行说明。图8是表示实施方式1涉及的电反应计测装置1的动作的一个例子的流程图。

(步骤S1100)

首先，计测部100同时取得多个测定电极120b1～120bm各自和参考电极120a的电位。进一步，计测部100以预先确定的时间间隔，取得参考电极120a的电位与测定电极120b1～120bm各自的电位之差来作为测定电极120b1～120bm的电位。计测部100按每个测定电极120b1～120bm使所取得的电位与所取得的时间相互对应地存储于处理部200的存储部210。存储部210的存储内容的例子如图6所示。

(步骤S1200)

接着，处理部200的主成分分析处理部221对于通过步骤S1100存储于存储部210的表示关于测定电极120b1～120bm各自的电位和时间的关系的时间波形即电位波形，设定变量X1～Xm。进一步，主成分分析处理部221关于变量X1～Xm各自,将与变量对应的电位波形中的每个预定的计测时间的电位或者预定的计测时刻的电位决定为该变量的观测值、也即是数据值。由此，变量X1～Xm分别是包括测定电极120b1～120bm的多个电位来作为多个数据值的数据序列。主成分分析处理部221使用变量X1～Xm及其数据序列，进行主成分分析。

具体而言，主成分分析处理部221持续进行主成分分析，直到提取出预先确定的数量的主成分或者超过说明量的主成分，该说明量是预先确定的对于全部方差的基于主成分的说明量。通过一般的计算方法来进行主成分分析的计算。例如，主成分分析处理部221对全部测定电极120b1～120bm的变量X1～Xm的数据序列求出电位的协方差矩阵，进一步，求出方差协方差矩阵的固有向量以及固有值。算出m个固有值和与m个固有值各自对应的固有向量。主成分分析处理部221按固有值从大到小的顺序整理固有向量，将固有向量的元素作为主成分的系数列。例如，固有值最大的固有向量的元素为第1主成分的系数列，与第k大的固有值对应的固有向量的元素是第k主成分的系数列。

主成分分析处理部221在提取预先确定的数量的主成分时，从固有值大的主成分起顺序(降序)提取预先确定的数量的主成分。主成分分析处理部221在通过对于全部方差的说明量即累计贡献率来决定主成分的数量的情况下，使用固有值求出贡献率及其累计贡献率，提取给予超过预先确定的累计贡献率的最小的累计贡献率的数量的主成分。主成分分析处理部221将与主成分对应的固有向量的元素作为主成分系数。主成分分析处理部221向所求出的主成分的固有向量的方向轴即主成分轴映射各个别的数据即以各测定电极为轴的各采样点的电位数据，求出主成分轴上的各采样点的值来作为主成分得分。

(步骤S1300)

主成分合成部222关于通过步骤S1200提取到的预先确定的数量的主成分，使用主成分系数和主成分得分，关于各测定电极120b1～120bm，按每个测定时间即每个采样点求出基于主成分的电位，对基于所提取到的主成分的噪声波形进行合成。电位波形的合成中，各电位波形中的相同的采样点的电位被进行加法运算。

(步骤S1400)

共同噪声除去处理部223通过从作为测定电极120b1～120bm各自的观测值的电位波形减去通过步骤S1300合成出的测定电极120b1～120bm各自的基于主成分的噪声波形，求出残差。也即是，共同噪声除去处理部223从测定电极120bk(k＝1～m)的电位波形减去同一测定电极120bk的噪声波形。根据主成分生成的电位被视为多个测定电极120b1～120bm中共同的噪声，通过从观测值减去这样的噪声，除去观测值所包含的噪声。通过这样的计算，共同噪声除去处理部223按每个测定电极120b1～120bm，算出由按每个计测时间或者每个计测时刻计算出的残差构成的电位的时间波形，由此，生成测定电极120b1～120bm各自的噪声除去后的电位波形。

(步骤S1500)

输出部230以形成为使电位和计测了该电位的时间匹配而得到的数值列的信号，输出在步骤S1400中通过共同噪声除去处理部223算出的测定电极120b1～120bm各自的噪声除去后的电位波形。

[1－3.电位计测部的构成以及动作]

对计测部100的电位计测部130的构成以及动作进行说明。图9是表示图1的电位取得部131的硬件构成的一个例子的框图。在图9的例子中，电位取得部131由差动放大器131a和AD(Analog-Digital，模数)转换器131b构成。

差动放大器131a以参考电极120a的电位为基准电位，将测定电极120b1～120bm各自的电位作为与参考电极120a的基准电位之差而取出。

AD转换器131b将模拟信号转换为数字信号。AD转换器131b将以预先确定的时间间隔被作为模拟信号来输入的电位转换为数值。预先确定的时间间隔例如为1秒期间20000次的时间间隔、0.5毫秒间隔等。AD转换器131b在测定电极120b1～120bm之间同步地将电位转换为数值。也即是，AD转换器131b将在测定电极120b1～120bm中在相同的时刻计测到的电位转换为数值。

参照图10对包括如上所述那样构成的电位取得部131的电位计测部130的动作进行说明。此外，图10是表示实施方式1涉及的电反应计测装置1中的电位计测部130的动作的一个例子的流程图。图10也是表示图8的步骤S1100的处理的详细的一个例子的流程图。

(步骤S1110)

首先，差动放大器131a同时取得测定电极120b1～120bm各自的电位和参考电极120a的电位。

(步骤S1120)

接着，差动放大器131a求出测定电极120b1～120bm各自与参考电极120a的电位之差。也即是，差动放大器131a求出测定电极120bk(k＝1～m)与参考电极120a的电位差。该差动放大器131a的动作也被称为差动放大。如上所述，从测定电极120b1～120bm各自输出到差动放大器131a的信号通过区划部件140的绝缘作用等,相对于相互而独立。

(步骤S1130)

接着，AD转换器131b以预先确定的时间间隔取得在步骤S1120中通过差动放大器131a求出的测定电极120b1～120bm各自与参考电极120a的电位差，并进行数值化。时间间隔也可以由控制部133决定。进一步，控制部133也可以在测定电极120b1～120bm间进行电位取得的时间或者时刻的同步。

(步骤S1140)

接着，AD转换器131b使在步骤S1130中被数值化的测定电极120b1～120bm各自的电位差与电位被进行了数值化的时间或者时刻的信息匹配地输出至存储部210。如上述那样的电位被进行了数值化的时间或者时刻也可以为该电位的计测时间或者计测时刻。

[1－4.效果]

如上所述，在实施方式1涉及的电反应计测装置1中，培养容器110中，测定电极120b1～120bm各自由区划部件140的分隔壁140a隔开。这样的电反应计测装置1在一个细胞或者组织与一个测定电极120bk(k＝1～m)接触或者配置在其附近的情况下，对通过多个测定电极120b1～120bm同时计测到的电位波形进行主成分分析。进一步，电反应计测装置1将关于测定电极120b1～120bm各自而由主成分合成的电位波形视为测定电极共同的噪声，从测定电极120b1～120bm各自的计测到的电位波形减去噪声的电位波形。由此，电反应计测装置1能够按每个该细胞或者组织而独立且高精度地对反映配置于测定电极120b1～120bm各自的细胞或者组织进行活动的状况的电反应进行计测。这样，对多个测定电极120b1～120bm的计测信号产生影响的、来自细胞或者组织的外部的噪声被除去，因此，能够更高精度地计测由细胞或者组织的独自的活动引起的电反应。由此，用户容易根据利用了如上述那样的电反应的电反应计测装置1的输出结果，判定细胞或者组织的活动是否良好。另外，在电反应计测装置1应用于通过机器学习来基于细胞或者组织的电反应对细胞或者组织的活动是否良好进行自动判定的技术的情况下，自动判定的处理的机器学习变得容易，能够提高判定精度。即使是在电反应计测装置1应用于不使用机器学习的判定方式的情况下，判定基准也容易进行定义。能够提高判定精度。电反应计测装置1通过使细胞或者组织的活动是否良好的判定变得容易且提高精度，例如使得用于再生医疗的细胞或者组织的分选变得容易。

(实施方式1的变形例1)

对实施方式1涉及的电反应计测装置1中的电极120的变形例1进行说明。在实施方式1中，配置于培养容器110的电极120具备一个参考电极120a和一个以上的测定电极120b，但在本变形例中，具备多个参考电极和一个以上的测定电极。在本变形例中，多个参考电极120a1～120a4连接于共同的电路，也即是在电路上被共同化。测定电极120b分别与实施方式1同样地连接于相互独立的电路。

参照图11A以及图11B，对变形例1涉及的参考电极120a1～120a4以及测定电极120b的构成进行说明。此外，图11A是与图4A同样地表示实施方式1涉及的电反应计测装置1中的电极的变形例1的示意性的俯视图。图11B是示意性地表示沿图11A的XIB－XIB线的剖面的剖面侧视图。在图11A以及图11B中，连接于参考电极120a1～120a4以及测定电极120b的电路的布线使用虚线而以示意的方式进行表示。

在本实施方式1的变形例1中，也考虑如图4C以及图4D所示那样的培养液的液面的不同。在培养液的液面以超过了分隔壁140a的高度保持的情况下，多个测定电极120b和多个参考电极120a通过培养液而电连接。然而，与实施方式1的图4C同样地，通过分隔壁140a实现的电分隔足够大。另外，在本实施方式1的变形例1中，关于多个参考电极120a，如图11A、图11B所示，被作为电气电路进行连接，在电方面成为共通。另一方面，在培养液的液面以不超过分隔壁140a的高度的高度保持的情况下，多个测定电极120b各自不存在通过培养液实现的电连接，电分隔足够大。进一步，在测定电极120b与多个参考电极120a之间也不存在通过培养液实现的电连接，电分隔足够大。在图11A、图11B的例子中，多个参考电极120a为通过培养液电连接的构成，但不仅存在通过培养液实现的电连接，也被作为电气电路而进行连接，在电方面成为共通。

如图11A以及图11B所示，在培养容器110内配置有在电路上共同化的多个参考电极120a1、120a2、120a3以及120a4和分别使电路不同的多个测定电极120b。在图11A的例子中，4个参考电极120a1～120a4以等间隔配置在区划部件140的周围，以包围区划部件140、也即是凹槽140b整体。参考电极120a1～120a4与实施方式1同样地配置在培养容器110的底壁110a。由此，从区划部件140的各凹槽140b到最靠近该凹槽140b的参考电极120a1～120a4为止的距离比实施方式1小。也即是，在凹槽140b彼此之间，该距离的偏差变小。另外，关于从各凹槽140b到4个参考电极120a1～120a4为止的距离之和以及平均值，凹槽140b彼此之间的偏差也变小。由此，在凹槽140b彼此之间，从凹槽140b到参考电极120a1～120a4为止的距离的偏差变小。另外，测定电极120b的构成与实施方式1是同样的。

如图11A中由虚线所示那样，参考电极120a1～120a4的电路被共同化。由此，参考电极120a1～120a4的电位不同，但通过所连接的电路被共同化，全部参考电极120a1～120a4的电位被共同化，也即是，参考电极120a1～120a4的基准电位被共同化。此外，参考电极120a1～120a4经由一条布线而连接于电位计测部130的连接器132，参考电极120a1～120a4的电位被作为一个电位而由电位取得部131汇总取得。由此，通过电位取得部131取得的测定电极120b与参考电极120a1～120a4之间的电位差表示通过平均化等将测定电极120b与参考电极120a1～120a4各自的电位差汇总而得到的值，表示抑制了由参考电极120a1～120a4与测定电极120b的位置关系引起的影响的值。

如上所述，根据实施方式1涉及的电反应计测装置1的变形例1，培养容器110内的多个参考电极120a1～120a4以包围凹槽140b整体的方式配置为等间隔，进一步，参考电极120a1～120a4的电路被共同化。由此，在多个测定电极120b中，测定电极120b与参考电极120a1～120a4的距离的偏差变小。能抑制：对多个测定电极120b共同地产生影响的噪声的相位相应于测定电极120b与参考电极120a1～120a4的距离而变化，该噪声难以被作为主成分进行提取。即，通过多个参考电极120a1～120a4以包围凹槽140b整体的方式例如配置为等间隔，从而能够更高精度地进行基于主成分分析的噪声除去。通过变形例1中的电极的构成，反映配置于测定电极120b各自的细胞或者组织活动的状况的电反应能够按每个该细胞或者组织而独立且更高精度地被进行计测。由于能够更高精度地计测由细胞或者组织的独自的活动引起的电反应，因此，通过用户或者自动判定进行的、细胞或者组织的活动是否良好的判定，变得容易。

(实施方式1的变形例2)

对实施方式1涉及的电反应计测装置1中的电极120的变形例2进行说明。在本变形例中，参考电极的构成与实施方式1以及变形例1不同。具体而言，参考电极配置在凹槽140b的分隔壁140a。

参照图12A以及图12B，对变形例2涉及的参考电极220a以及测定电极120b的构成进行说明。此外，图12A是与图4A同样地表示实施方式1涉及的电反应计测装置1中的电极的变形例2的示意性的俯视图。图12B是示意性地表示沿图12A的XIIB－XIIB线的剖面的剖面侧视图。在图12A以及图12B中，连接于参考电极220a以及测定电极120b的电路的布线被使用虚线而以示意的方式进行表示。

如图12A以及图12B所示，在培养容器110内配置有在区划部件140的分隔壁140a配置的一个参考电极220a、和与实施方式1同样的分隔壁140a的内侧的多个测定电极120b。在图12A的例子中，参考电极220a在分隔壁140a中配置在培养容器110的与底壁110a相反侧的分隔壁140a之上。具体而言，参考电极220a遍及分隔壁140a的上部整体而配置，与分隔壁140a同样地构成网眼状的电极、具体而言为格子状的电极。从上方向下方观察时，参考电极220a配置为包围各测定电极120b以及各凹槽140b。因此，参考电极220a与测定电极120b的距离，与实施方式1以及变形例1相比，大大地降低，在测定电极120b之间几乎不存在该距离的差异。此外，在图12A中，参考电极220a遍及分隔壁140a的上部整个面而配置，但也可以局部地配置在分隔壁140a的交叉部分等。进一步，参考电极220a也可以配置在分隔壁140a与培养容器110的底壁110a之间。另外，参考电极220a连接于一个电路，使所连接的电路共同化。

参考电极220a处于凹槽140b的周围的分隔壁140a的上部，与凹槽140b内的组织或者细胞不接触。在培养液的液面填满到分隔壁140a的高度以上的情况下，参考电极220a与培养液接触。因此，使用了参考电极220a以及测定电极120b的电位计测时，培养液填满于培养容器110内以使得其液面成为分隔壁140a的高度以上。

通过如上述那样的参考电极220a的构成，关于全部测定电极120b，测定电极120b与参考电极220a的距离大致相等。参考电极220a经由一条布线而连接于电位计测部130的连接器132，参考电极220a的电位通过电位取得部131作为基准电位被取得。

在本实施方式1的变形例2中，如图12A、图12B所示，参考电极220a位于分隔壁140a的上部，培养液以超过分隔壁140a的高度的高度保持。因此，多个测定电极120b以及参考电极120a通过培养液电连接。然而，与实施方式1的图4C同样地，通过分隔壁140a实现的多个测定电极120b各自的电分隔足够大。

如上所述，根据实施方式1涉及的电反应计测装置1的变形例2，培养容器110内的一个参考电极220a配置在凹槽140b的分隔壁140a上部。由此，在多个测定电极120b中，几乎不存在测定电极120b与参考电极220a的距离的偏差。能抑制：对多个测定电极120b共同产生影响的噪声由于测定电极120b与参考电极220a的距离而难以作为主成分被提取。即，通过网眼状的参考电极220a配置为包围各凹槽140b，能够更高精度地进行基于主成分分析的噪声除去。通过变形例2中的电极的构成，反映配置于测定电极120b各自的细胞或者组织活动的状况的电反应能够按每个该细胞或者组织而被独立且更高精度地进行计测。由于能够更高精度地计测由细胞或者组织的独自的活动引起的电反应，因此，由用户或者自动判定进行的、细胞或者组织的活动是否良好的判定，变得容易。

(实施方式2)

对实施方式2涉及的电反应计测装置进行说明。在实施方式2涉及的电反应计测装置中，处理部200A的信号处理部220A的构成与实施方式1不同。以下，以与实施方式1不同的点为中心对实施方式2进行说明。

在实施方式1中，处理部200的信号处理部220通过主成分分析提取许多测定电极120b中共同的成分来作为噪声。在实施方式2中，处理部200A的信号处理部220A使用相互相关函数对通过主成分分析提取到的主成分的合成波形彼此的相似度进行判定，将相似的合成波形作为只不过是发生了相位偏移的同一噪声来进行分组并除去。由此，能够基于波形的相似度来将如下的噪声汇总除去，该噪声是由于在测定电极120b之间电位存在相位差而作为方差的说明量小的主成分未被提取且除去、而残留下来的噪声。

[2－1.电反应计测装置的信号处理部的构成]

对实施方式2涉及的电反应计测装置的处理部200A的信号处理部220A的构成进行说明。图13是表示实施方式2涉及的电反应计测装置中的信号处理部220A的功能性构成的一个例子的框图。如图13所示，处理部200A包括存储部210、信号处理部220A以及输出部230。信号处理部220A包括主成分分析处理部221、主成分合成部222、相互相关函数处理部224、分组处理部225以及共同噪声除去处理部223。主成分分析处理部221以及主成分合成部222的构成与实施方式1是同样的。

相互相关函数处理部224针对由主成分合成部222合成出的、测定电极120b1～120bm各自的基于主成分的电位波形的合成波形即第一合成波形，通过在两个测定电极间关于两个不同的主成分的第一合成波形应用相互相关函数，从而求出相互相关系数。例如，在测定电极120bk的基于第i主成分的第一合成波形Yik、和测定电极120bk+1的基于第j主成分的第一合成波形Yjk+1之间求出相互相关系数。也即是，相互相关函数处理部224关于作为与主成分对应的电位的第一合成波形，算出与两个主成分对应的第一合成波形的相互相关系数。

分组处理部225在通过相互相关函数处理部224算出的、测定电极120b1～120bm间的不同的主成分的相互相关系数的绝对值为预先确定的阈值以上的情况下，将两个主成分作为只不过是相位相互偏移了的同一主成分，进行将其包含于一个组的分组化。也即是，分组处理部225进行将相互相关系数为预定的值以上的两个主成分汇总于一个组的分组。

分组处理部225关于分组化了的主成分的组，对于该组所包含的全部主成分，将各主成分对于全部方差的贡献率进行合计，作为组的说明量。也即是，分组处理部225算出该组所包含的全部主成分的说明量之和来作为组的说明量。

分组处理部225根据说明量的大小而按照从大到小的顺序对组进行排序，从上位开始选择预先确定的组数量的组，或者选择从说明量大的组开始对组的说明量进行累计而得到的值超过预先确定的值的组，将所选择的组中包含的主成分全部决定为除去对象的噪声。也即是，分组处理部225从说明量多的开始提取组以及不包含于组的主成分，将所提取到的组以及不包含于组的主成分包含的主成分所对应的电位之和推定为噪声。

共同噪声除去处理部223关于通过分组处理部225决定了的主成分，对于全部测定电极120b1～120bm，从所测定的电位波形减去作为按每个该主成分而合成出的第一合成波形的电位波形，从而除去噪声，向输出部230输出噪声除去后的电位波形。也即是，关于通过各测定电极120bk(k＝1～m)测定出的电位波形，从通过该测定电极120bk测定出的电位波形也即是电位，减去与该测定电极120bk对应且与通过分组处理部225决定了的主成分各自对应的第一合成波形Yik之和。

[2－2.电反应计测装置的动作]

参照图14对包括如上述那样构成的信号处理部220A的实施方式2涉及的电反应计测装置的动作进行说明。图14是表示实施方式2涉及的电反应计测装置的动作的一个例子的流程图。

(步骤S1100)

主成分分析处理部221与实施方式1的步骤S1100同样地进行步骤S1100的处理。

(步骤S2100)

主成分分析处理部221与实施方式1的步骤S1200同样地进行步骤S2100的处理。

(步骤S2200)

主成分合成部222与实施方式1的步骤S1300同样地进行步骤S2200的处理。

(步骤S2300)

相互相关函数处理部224针对在步骤S2200中通过主成分合成部222合成出的测定电极120b1～120bm每个的各主成分的电位波形即第一合成波形，在两个测定电极间对作为两个不同的主成分的电位波形的第一合成波形求出相互相关系数。图15A以及图15B是通过步骤S2300求出的相互相关系数的一个例子。此外，图15A以及图15B是表示实施方式2涉及的电反应计测装置中的相互相关函数处理部224的计算结果的一部分的一个例子的图。对于步骤S2300的动作的详细，将在后面进行描述。

(步骤S2400)

分组处理部225进行如下的分组化：提取在步骤S2300中通过相互相关函数处理部224算出的、两个测定电极间的不同的主成分的相互相关系数的绝对值为预先确定的阈值以上的主成分的组合，将这些汇总为组。分组处理部225按每组对该组所包含的主成分对于全部方差的贡献率进行合计，作为组的说明量。分组处理部225根据说明量的大小，按从大到小的顺序对组进行排序，选择从上位开始的预先确定的组数量的组、或者选择从说明量大的组开始对组的说明量进行累计而得到的值超过预先确定的值的组，将所选择的组所包含的主成分全部决定为除去对象的噪声。对于步骤S2400的动作的详细，将在后面进行描述。

(步骤S2500)

共同噪声除去处理部223关于在步骤S2400中决定为除去对象的噪声的主成分，从作为测定电极120b1～120bm各自的观测值的电位波形减去在步骤S2300中合成出的与测定电极120b1～120bm各自的该主成分对应的第一合成波形即噪声波形，从而求出残差。共同噪声除去处理部223将减去关于在步骤S2400中决定了的全部主成分的第一合成波形而得到的残差的时间波形作为测定电极120b1～120bm各自的噪声除去后的电位波形，输出至输出部230。

(步骤S1500)

输出部230以形成为使电位和计测了该电位的时间匹配而得到的数值列的信号，输出在步骤S2500中通过共同噪声除去处理部223算出的测定电极120b1～120bm各自的噪声除去后的电位波形。

[2－3.步骤S2300的详细]

参照图16对步骤S2300中的相互相关函数处理部224的详细的动作进行说明。图16是表示图14的步骤S2300的处理的详细的一例的流程图。

(步骤S2301)

相互相关函数处理部224关于从测定电极120b1～120bm提取的两个测定电极的对的全部组合，判定是否结束了两个测定电极的各主成分的第一合成波形彼此的相互相关系数的算出。相互相关函数处理部224在上述算出结束的情况下(步骤S2301中为“是”)，进入步骤S2400。相互相关函数处理部224在上述算出未结束的情况下(在步骤S2301中为“否”)，进入步骤S2302。

(步骤S2302)

相互相关函数处理部224从尚未算出主成分的相互相关系数的测定电极的组合中选择一个组合。

(步骤S2303)

相互相关函数处理部224在通过步骤S2302选择出的两个测定电极的主成分之间，关于相互不同的主成分彼此的全部组合，判定相互相关系数的算出是否已结束。相互相关函数处理部224在上述算出结束的情况下(步骤S2303中为“是”)，返回步骤S2301。相互相关函数处理部224在上述算出未结束的情况下(在步骤S2303中为“否”)，进入步骤S2304。

(步骤S2304)

相互相关函数处理部224从尚未算出相互相关系数的主成分的组合中选择一个组合。

(步骤S2305)

相互相关函数处理部224关于在步骤S2304中选择出的主成分的组合，计算两个主成分的第一合成波形彼此的相互相关系数。

相互相关函数处理部224通过反复进行步骤S2303～步骤S2305的处理，能够关于两个测定电极的主成分求出全部的不同的主成分的组合中的、电位的第一合成波形的相互相关系数。

图15A以及图15B是相互相关系数的计算结果的一个例子。图15A的例子将测定电极120bk和测定电极120bk+1的组合中的主成分间的相互相关系数表示于表中。图15B的例子将测定电极120bk+2和测定电极120bk+3的组合中的主成分间的相互相关系数表示于表中。相互相关函数处理部224在不同的测定电极的同一主成分之间不算出相互相关系数，在不同的测定电极的不同的主成分之间算出相互相关系数。

相互相关函数处理部224通过反复进行步骤S2301～步骤S2305的处理，能够关于全部测定电极的组合以及全部主成分的组合如图15A以及图15B那样求出相互相关系数。

[2－4.步骤S2400的详细]

参照图17对步骤S2400中的分组处理部225的详细的动作进行说明。图17是表示图14的步骤S2400的处理的详细的一个例子的流程图。

(步骤S2401)

分组处理部225关于测定电极120b1～120bm的组合中的各组合，算出主成分的各组合的相互相关系数的绝对值，关于该测定电极的组合所包含的全部主成分的组合，按主成分的组合的每个,对相互相关系数的绝对值进行平均。例如，在图15A以及图15B的例子的情况下，关于第1主成分和第2主成分的组合，分组处理部225,如测定电极120bk的第1主成分和测定电极120bk+1的第2主成分的相互相关系数的绝对值、测定电极120bk的第2主成分和测定电极120bk+1的第1主成分的相互相关系数的绝对值、测定电极120bk+2的第1主成分和测定电极120bk+3的第2主成分的相互相关系数的绝对值、以及测定电极120bk+2的第2主成分和测定电极120bk+3的第1主成分的相互相关系数的绝对值那样，求出在第1主成分以及第2主成分之间算出的全部相互相关系数的绝对值的平均值。另外，图18是关于图15A以及图15B的例子而按主成分的组合的每个计算了相互相关系数的绝对值的平均而得到的结果的一个例子。相互相关系数的绝对值取0以上且1以内的范围的值，越接近1，表示两个主成分越相似。

(步骤S2402)

分组处理部225提取主成分的组合中的、通过步骤S2401求出的相互相关系数的绝对值的平均超过预先确定的值的主成分的组合。预先确定的值例如为0.7。在图18的例子中，第1主成分和第3主成分的组合以及第3主成分和第4主成分的组合符合。

(步骤S2403)

分组处理部225对通过步骤S2402提取到的主成分的组合进行分组化、也即是分组。此时，首先，分组处理部225使所提取到的两个组合为一个组。进一步，分组处理部225如图18的例子那样在所提取到的两个组合之间，在所包含的主成分有重叠的情况下，将包含重叠的主成分的两个组合汇总为一个组。即，在图18的例子的情况下，分组处理部225在第1主成分和第3主成分、第3主成分和第4主成分中，将第3主成分决定为重叠的主成分，使第1主成分、第3主成分以及第4主成分为一个组。由此，与一组的主成分中的任一主成分有重叠的主成分的组被汇总为一个组，与该一组的主成分中的任一主成分都没有重叠的主成分的组被汇总为其他组。另外，不包含于任一组中的主成分被作为未被分组化的主成分来处理。

(步骤S2404)

分组处理部225关于包含两个以上的主成分的主成分的组，算出该组所包含的各主成分对于数据整体的方差的贡献率，将该组的各主成分的贡献率的合计作为该组的说明量。进一步，分组处理部225将未通过步骤S2403分组化的主成分各自作为一个组，与上述同样地算出该组的说明量。由一个主成分构成的组的说明量为该主成分的贡献率。

(步骤S2405)

分组处理部225将通过步骤S2403分组化后的组的说明量、和未通过步骤S2403分组化的主成分各自的组的说明量合在一起，从说明量大的开始顺序(降序)提取预先确定的数量的组。或者，分组处理部225从说明量大的开始顺序(降序)对说明量进行累计，提取直到超过预先确定的说明量为止的组。这样，未被分组化的各主成分也被作为一个组来处理，使用全部组的说明量，进行组的提取。在这样提取到的组会包含通过步骤S2403分组化且包含两个以上的主成分的组、以及未通过步骤S2403分组化且包含一个主成分的组。

(步骤S2406)

分组处理部225将通过步骤S2405提取到的组所包含的全部主成分决定为作为噪声进行除去的成分。

[2－5.效果]

如上所述，实施方式2涉及的电反应计测装置求出主成分的合成波形的相互相关系数，通过基于相互相关系数的合成波形的相似度对主成分进行分组。也即是，电反应计测装置对由于起因于测定电极的位置以及测定电极与参考电极的距离等而噪声的相位发生偏移、而会被作为不同的主成分来提取的相同的主成分，进行分组并作为噪声除去的对象。由此，电反应计测装置能够防止：影响大的噪声因相位偏移，被作为说明量小且影响小的噪声而未被除去，残留在输出数据中。

[3.其他]

以上，基于实施方式以及变形例对一个或者多个技术方案涉及的电反应计测装置进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式以及变形例。只要不脱离本公开的宗旨，对实施方式以及变形例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、组合不同的实施方式以及变形例中的构成要素而构建的方式也包含在一个或者多个技术方案的范围内。

另外，如上所述，本公开的技术既可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机能读取的记录盘等记录介质来实现，也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意组合来实现。计算机能读取的记录介质例如包括CD－ROM等的非易失性的记录介质。

例如，上述实施方式涉及的电反应计测装置所包括的各处理部典型地作为集成电路即LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)来实现。这些处理部既可以个别地单芯片化，也可以以包括一部分或者全部的方式单芯片化。

另外，集成电路化并不限于LSI，也可以由专用电路或者通用处理器来实现。也可以利用能够在LSI制造后进行编程的FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、或者能够重构LSI内部的电路单元的连接和/或设定的可重构处理器。

此外，在上述实施方式中，各构成要素也可以由专用的硬件构成，或者通过执行适于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过CPU等的处理器等的程序执行部将记录于硬盘或者半导体存储器等的记录介质的软件程序读出并执行来实现。

另外，上述构成要素的一部分或者全部也可以由能拆装的IC(IntegratedCircuit，集成电路)卡或者单体的模块构成。IC卡或者模块是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。IC卡或者模块也可以包括上述的LSI或者系统LSI。通过微处理器按照计算机程序进行动作，IC卡或者模块实现其功能。这些IC卡以及模块也可以具有耐篡改性。

本公开的电反应处理方法也可以由MPU(Micro Processing Unit，微处理单元)、CPU、处理器、LSI等电路、IC卡或者单体的模块等来实现。

进一步，本公开的技术既可以由软件程序或者以软件程序构成的数字信号来实现，也可以是记录有程序的非瞬时性的计算机能够读取的记录介质。另外，上述程序当然也能够经由互联网等的传输介质进行流通。

另外，上述内容中使用的序数、数量等的数字全部是为了具体地说明本公开的技术而例示的，本公开不限于所例示的数字。另外，构成要素间的连接关系是为了具体地说明本公开的技术而例示的，实现本公开的功能的连接关系不限于此。

另外，框图中的功能块的分割是一个例子，也可以将多个功能块作为一个功能块来实现、将一个功能块分割为多个、将一部分的功能转移到其他功能块。另外，也可以为：单一的硬件或者软件以并行的方式或者分时的方式对具有相似的功能的多个功能块的功能进行处理。

产业上的可利用性

本公开的技术能够广泛地利用于对细胞或者组织等的生物学的对象物的电反应进行计测的装置。例如，本公开的技术对于孵化器(incubator)内的细胞或者组织的电反应的观测是有用的。

标号说明

1 电反应计测装置

110 培养容器

120 电极

120a、120a1～120a4、220a 参考电极

120b、120b1～120bm 测定电极

130 电位计测部

131 电位取得部

131a 差动放大器

131b AD转换器

132 连接器

133 控制部

150 液面

200、200A 处理部

210 存储部

220、220A 信号处理部

221 主成分分析处理部

222 主成分合成部

223 共同噪声除去处理部

224 相互相关函数处理部

225 分组处理部

230 输出部

Claims (9)

1.一种电反应计测装置，对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极的、相对于至少一个参考电极的电位进行计测，

具备至少一个控制电路，

在所述多个腔室配置计测对象物，

所述至少一个控制电路，

通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，

关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成，

从通过所述测定电极测定出的电位减去所述测定电极的合成出的所述电位，

将减去而得到的电位输出。

2.根据权利要求1所述的电反应计测装置，

还具备所述多个测定电极和所述至少一个参考电极。

3.根据权利要求1或2所述的电反应计测装置，

还具备将所述多个腔室相互电分隔的分隔壁。

4.根据权利要求3所述的电反应计测装置，

所述测定电极配置在包围所述腔室的所述分隔壁的内侧，

所述参考电极配置于所述分隔壁。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电反应计测装置，

所述至少一个控制电路，

关于所述主成分各自，算出对于计测出的电位整体的方差的、所述主成分的说明量，

从所述主成分中的、所述说明量大的主成分起，顺序提取所述主成分的一部分，

关于提取出的所述主成分，合成与所述主成分对应的电位。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的电反应计测装置，

所述至少一个控制电路，

关于所述多个测定电极各自，算出至少两个主成分，

关于与所述主成分对应的电位，算出与两个所述主成分对应的电位的相互相关系数，

对所述相互相关系数为预定值以上的所述两个主成分进行分组，

算出所述组所包含的全部所述主成分的说明量之和，来作为所述组的说明量，

关于所述组的说明量以及不包含于所述组的所述主成分的所述说明量，从所述说明量多的起，提取所述组以及不包含于所述组的所述主成分，

对提取出的所述组以及不包含于所述组的所述主成分包含的所述主成分所对应的电位之和进行推定，

从通过所述测定电极测定出的电位减去所述电位之和。

7.一种电反应处理方法，对配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极的、相对于至少一个参考电极的电位进行处理，

在所述多个腔室配置计测对象物，

取得所述多个测定电极各自相对于所述至少一个参考电极的电位，

通过对所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，

关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成，

从关于所述测定电极而取得了的所述电位减去所述测定电极各自的合成出的所述电位，

将减去而得到的电位输出。

8.一种程序，

使计算机执行：

取得配置于培养容器中的多个腔室各自中的多个测定电极各自与至少一个参考电极之间的电位，所述培养容器供计测对象物进行配置，

通过对关于所述多个测定电极各自的所述电位进行主成分分析，关于所述多个测定电极各自算出至少一个主成分，

关于所述多个测定电极各自，根据所述测定电极的所述主成分推定与所述主成分对应的电位，对推定出的所述电位进行合成，

从关于所述测定电极而取得了的所述电位减去所述测定电极的合成出的所述电位，

将减去而得到的电位输出。

9.一种电反应计测装置，

(a)取得第1数据序列(X11，……，X1p)、……、第m数据序列(Xm1，……，Xmp)，

所述X11是以参考电极的时刻t1的电位为基准的、第1电极的所述时刻t1的电位，

所述X1p是以所述参考电极的时刻tp的电位为基准的、所述第1电极的所述时刻tp的电位，

所述Xm1是以所述参考电极的所述时刻t1的电位为基准的、所述第m电极的所述时刻t1的电位，

所述Xmp是以所述参考电极的所述时刻tp的电位为基准的、所述第m电极的所述时刻tp的电位，

所述第1电极配置于培养容器中的第1腔室，……，所述第m电极配置于所述培养容器中的第m腔室，

在所述第1腔室配置第1计测对象物，……，在所述第m腔室配置第m计测对象物，

(b)求出所述第1数据序列(X11，……，X1p)、……、所述第m数据序列(Xm1，……，Xmp)的协方差矩阵，

(c)求出所述协方差矩阵的固有值λ1、……、λm，

(d)根据所述固有值λ1、λ2、……、λm求出最大的固有值λmax1的固有向量(u1max1u2max1……ummax1)、次大的固有值λmax2的固有向量(u1max2 u2max2……ummax2)、……，

(e)将A设为预先确定的值，求出(λmax1/sum)＜A、{(λmax1+λmax2)/sum}＜A、……、{(λmax1+λmax2+……+λmaxi)/sum}＜A、{(λmax1+λmax2+……+λmaxi+λmax(i+1))/sum}＞A，

所述sum为：

avg1＝(X11+……+Xm1)/m、……、avgm＝(X1m+……+Xmm)/m，

λmax1的固有向量为(u1max1……ummax1)^T、……、λmax(i+1)的固有向量为(u1max(i+1)……ummax(i+1))^T，

(f)使用所述λmax1的固有向量、……、所述λmax(i+1)的固有向量，求出多个电位。

Images