JP2007333571A - Cell electrophysiological sensor and method for measuring cell electrophysiological phenomenon using same - Google Patents

Cell electrophysiological sensor and method for measuring cell electrophysiological phenomenon using same Download PDF

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Koji Ushio
浩司 牛尾
Soichiro Hiraoka
聡一郎 平岡
Akiyoshi Oshima
章義 大島
Makoto Takahashi
誠 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that accurate decompression control is obstructed, if an air bubble exists, although a means sucking from a lower side of a flat plate is employed for making a cell retained and adhered closely to a through hole of the flat plate. <P>SOLUTION: The cell electrophysiological sensor includes a well 1 including a first through hole 5, a retention plate 2 including a second through hole 6 abutting on a lower part of the well 1, and a flowin port 9 and a flowout port 10 for liquid below the retention plate 2 on both ends, has a channel plate 3 including a first groove 11 abut thereon and has a thin plate 4 including a third through hole 7 abut on an inside of the second through hole 6. The cell electrophysiological sensor communicates to the second through hole 6 and includes a first projection part 8 on a part of the retention plate 2 between the second through hole 6 and the flowout port 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、細胞の活動によって発生する物理化学的変化を測定するために用いられる細胞内電位あるいは細胞外電位等の細胞電気生理現象を測定するための細胞電気生理センサおよびそれを用いた細胞電気生理現象の測定方法に関するものである。   The present invention relates to a cell electrophysiological sensor for measuring a cell electrophysiological phenomenon such as an intracellular potential or an extracellular potential used for measuring a physicochemical change generated by a cell activity, and a cell electricity using the same. The present invention relates to a method for measuring physiological phenomena.

従来、電気生理学におけるパッチクランプ法は、細胞膜に存在するイオンチャンネル機能を測定する方法として知られており、このパッチクランプ法によってイオンチャンネルの様々な機能が解明されてきた。そして、イオンチャンネルの働きは細胞学において重要な関心ごとであり、これは薬剤の開発にも応用されている。   Conventionally, the patch clamp method in electrophysiology is known as a method for measuring the ion channel function existing in the cell membrane, and various functions of the ion channel have been elucidated by this patch clamp method. And the action of ion channels is an important concern in cytology, which has also been applied to drug development.

しかしながら、一方でパッチクランプ法は測定技術に微細なマイクロピペットを1個の細胞に高い精度で挿入するという極めて高い能力を必要としているため、熟練作業者が必要であり、高いスループットで測定を必要とする場合には適切な方法でない。   However, the patch clamp method, on the other hand, requires an extremely high ability to insert a fine micropipette into a single cell with high accuracy in the measurement technique, which requires skilled workers and requires high throughput. Is not an appropriate method.

このため、微細加工技術を利用した平板型プローブの開発がなされており、これらは個々の細胞についてマイクロピペットの挿入を必要としない自動化システムに適している。   For this reason, flat-type probes utilizing microfabrication techniques have been developed, which are suitable for automated systems that do not require the insertion of micropipettes for individual cells.

例えば、2つの領域を分離するキャリアに穴を有し、このキャリアの上下に設置した電極によって電界を発生させることで細胞を穴に効率よく保持し、上下の電極間で電気的測定を行うことで細胞の電気生理的測定を行う方法について開示している(例えば、特許文献1参照)。   For example, there is a hole in the carrier that separates the two regions, and an electric field is generated by the electrodes placed above and below this carrier to efficiently hold the cells in the hole, and electrical measurement is performed between the upper and lower electrodes Discloses a method for performing electrophysiological measurement of cells (see, for example, Patent Document 1).

また、一つのチャネルが貫通している表面に、細胞の下面から吸引して位置決めした後、圧力差を増大させて細胞の下面一部を破裂させることにより、液体中に含まれる細胞の測定を行う方法について開示している(例えば、特許文献2参照)。   In addition, after sucking and positioning from the lower surface of the cell to the surface through which one channel penetrates, the pressure difference is increased to rupture a part of the lower surface of the cell, thereby measuring the cells contained in the liquid. The method of performing is disclosed (for example, refer to Patent Document 2).

これらに開示しているように、平板に作製された貫通孔はガラスピペットにおける先端穴と同様の役割を果たし、高精度な細胞の電気生理現象を記録できるとともに、平板の裏面側からの吸引などの方法により細胞が自動的に引きつけられ、細胞を容易に保持できるという利点を有している。
特表2002−508516号公報 特表2003−511699号公報
As disclosed in these, the through hole made in the flat plate plays the same role as the tip hole in the glass pipette, and can record the electrophysiological phenomenon of the cell with high accuracy, and suction from the back side of the flat plate, etc. This method has the advantage that the cells are automatically attracted and can be easily retained.
Special table 2002-508516 gazette Japanese translation of PCT publication No. 2003-511699

前記従来の構成における細胞電気生理センサの主な目的は細胞の電気生理現象を従来のパッチクランプ法で使われる微細プローブを用いることなく簡便に計測することであり、そのためには確実に平板の一部に形成した貫通孔(穴)に細胞を保持密着させることが必要である。   The main purpose of the cell electrophysiological sensor in the conventional configuration is to easily measure the electrophysiological phenomenon of cells without using a fine probe used in the conventional patch clamp method. It is necessary to keep the cells in close contact with the through holes (holes) formed in the part.

しかしながら、平板の下方を吸引するためには、平板の下方において液体が密閉された空間に閉じこめられている必要があるが、この密閉空間に気泡が存在していると、吸引によって下方空間を減圧しても気泡が膨張することによって高精度な減圧制御に支障をきたすことがある。   However, in order to suck the lower part of the flat plate, the liquid needs to be confined in a sealed space under the flat plate. If air bubbles exist in the sealed space, the lower space is decompressed by suction. Even if the bubbles expand, high-precision decompression control may be hindered.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、密閉空間を減圧する際に内部に気泡の残留を少なくし、高精度に減圧制御することが可能な細胞電気生理センサおよびそれを用いた細胞電気生理現象の測定方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and reduces the amount of bubbles remaining in the sealed space when decompressing the sealed space, and the cell electrophysiological sensor capable of controlling the decompression with high accuracy and the cell using the same An object is to provide a method for measuring electrophysiological phenomena.

前記従来の課題を解決するために、本発明は、第一の貫通孔を有したウエルと、
このウエルの下方に当接した第二の貫通孔を有した保持プレートと、この保持プレートの下方に液体の流入口と流出口を両端に備えた第一の溝を有した流路プレートを当接し、前記第二の貫通孔の内部に第三の貫通孔を有した薄板を当接した細胞電気生理センサであって、前記第二の貫通孔に連通し、第二の貫通孔と流出口との間の前記保持プレートの一部に第一の突起部を設けた構成とするものである。
In order to solve the conventional problem, the present invention includes a well having a first through-hole,
A holding plate having a second through hole in contact with the lower side of the well and a flow path plate having a first groove having a liquid inlet and an outlet at both ends are provided below the holding plate. A cell electrophysiological sensor in contact with a thin plate having a third through hole inside the second through hole, the cell electrophysiological sensor communicating with the second through hole, the second through hole and the outlet A first protrusion is provided on a part of the holding plate between the two.

本発明の細胞電気生理センサおよびそれを用いた細胞電気生理現象の測定方法は、細胞を保持するために薄板の下方を減圧する際、密閉空間における気泡の残留を少なくすることができることによって高精度な減圧制御を可能とする細胞電気生理センサを実現することができることから、細胞の電気生理現象を高精度に測定することができる。   The cell electrophysiological sensor of the present invention and the method for measuring a cell electrophysiological phenomenon using the sensor are highly accurate by reducing the amount of bubbles remaining in the sealed space when the pressure under the thin plate is reduced in order to hold the cells. Since a cell electrophysiological sensor that can perform a precise pressure reduction control can be realized, the electrophysiological phenomenon of cells can be measured with high accuracy.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における細胞電気生理センサおよびそれを用いた細胞電気生理現象の測定方法について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a cell electrophysiological sensor and a cell electrophysiological measurement method using the same according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態1における細胞電気生理センサの断面図である。1は樹脂よりなるウエルであり、このウエル1に細胞内液あるいは細胞外液を貯留しておくための第一の貫通孔5を形成している。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a cell electrophysiological sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 1 is a well made of resin, and a first through-hole 5 for storing intracellular fluid or extracellular fluid is formed in the well 1.

この第一の貫通孔5は少なくとも一つを形成していれば良く、複数を設けることも可能である。   It is sufficient that at least one first through hole 5 is formed, and a plurality of the first through holes 5 can be provided.

また、前記ウエル1の下方には第二の貫通孔6を有した保持プレート2を当接しており、この保持プレート2の前記第二の貫通孔6の内部には、少なくとも一つの第三の貫通孔7を有した平面を持つ薄板4を備えたセンサチップがセットされている。このセンサチップはシリコン基板を加工することによって厚み;20μm、第三の貫通孔7の開口径を1〜3μmφの寸法形状で加工する。そして、この第三の貫通孔7の開口径は細胞の大きさによって適宜選択することができる。   A holding plate 2 having a second through hole 6 is in contact with the lower portion of the well 1, and at least one third hole is formed in the second through hole 6 of the holding plate 2. A sensor chip including a thin plate 4 having a flat surface with through holes 7 is set. This sensor chip is processed by processing a silicon substrate with a thickness of 20 μm and an opening diameter of the third through hole 7 of 1 to 3 μmφ. And the opening diameter of this 3rd through-hole 7 can be suitably selected with the magnitude | size of a cell.

さらに、前記保持プレート2の下方には、その両端に液体を流出入させるための流入口9と流出口10を備えた少なくとも一つの第一の溝13を有した流路プレート3を当接して細胞電気生理センサを構成しており、前記第三の貫通孔7の上面に被検体細胞を密着保持し、この被検体細胞の電気生理現象を測定することができるようになっている。   Further, a flow path plate 3 having at least one first groove 13 provided with an inlet 9 and an outlet 10 for allowing the liquid to flow in and out at both ends thereof is brought into contact with the lower side of the holding plate 2. A cell electrophysiological sensor is configured, and the subject cell is held in close contact with the upper surface of the third through-hole 7, and the electrophysiological phenomenon of the subject cell can be measured.

そして、本実施の形態1における細胞電気生理センサにおいて、前記保持プレート2の第二の貫通孔6に連通した位置に第一の突起部8を形成している。この第一の突起部8の高さは第一の溝13の深さよりも小さくしている。   In the cell electrophysiological sensor according to the first embodiment, the first protrusion 8 is formed at a position communicating with the second through hole 6 of the holding plate 2. The height of the first protrusion 8 is smaller than the depth of the first groove 13.

このような構成とすることによって、第一の突起部8を設けた部分は流路プレート3に形成した第一の溝13の深さが浅くなり、第一の溝13の内部の流体が流れる流路が狭くなるようになっている。   With such a configuration, the depth of the first groove 13 formed in the flow path plate 3 becomes shallow in the portion where the first protrusion 8 is provided, and the fluid inside the first groove 13 flows. The flow path is narrowed.

その結果、液体を流入口9から投入して流出口10から排出する場合、第一の突起部8による流路幅の制限によって、圧力は第一の溝13の内部において流入口9側が流出口10側より相対的に高くなる。   As a result, when liquid is introduced from the inlet 9 and discharged from the outlet 10, the pressure is limited to the outlet 9 side in the first groove 13 due to the restriction of the channel width by the first protrusion 8. It is relatively higher than the 10 side.

また、流入口9を塞いで第一の溝13の内部を密閉空間としたとき、流出口10側を減圧すると、第一の突起部8による流路幅の制限によって、圧力は流出口10側が相対的に低くなる。このように、薄板4および第二の貫通孔6を形成している領域が、流出口10の領域よりも常に相対的に圧力が高くなることによって、流入口9側、特に第二の貫通孔6付近における気泡の発生を抑制することができる。このように、第一の突起部8を設けることによって、流出口10側から吸引ポンプなどを用いて吸引することによって減圧状態としたとき、薄板4側の気泡の発生を抑制することができる。これによって、高精度な減圧制御を実現できる細胞電気生理センサを提供することができる。   Further, when the inflow port 9 is closed and the inside of the first groove 13 is a sealed space, if the outflow port 10 side is depressurized, the pressure is reduced at the outflow port 10 side due to the restriction of the flow path width by the first protrusion 8. Relatively low. In this way, the region in which the thin plate 4 and the second through hole 6 are formed always has a relatively higher pressure than the region of the outlet 10, so that the inlet 9 side, particularly the second through hole, is formed. Generation of bubbles in the vicinity of 6 can be suppressed. As described above, by providing the first protrusion 8, it is possible to suppress the generation of bubbles on the thin plate 4 side when the pressure is reduced by suction from the outlet 10 side using a suction pump or the like. As a result, a cell electrophysiological sensor capable of realizing highly accurate decompression control can be provided.

また、このような第一の突起部8を第二の貫通孔6に隣接して設けることによって気泡の発生をより抑制できることが分かった。これは、より大きな減圧力を瞬間的に発生させることによって発生した気泡の除去能力が大きくなっているものと考えられる。   It has also been found that the generation of bubbles can be further suppressed by providing such a first protrusion 8 adjacent to the second through hole 6. It is considered that this is because the ability to remove bubbles generated by instantaneously generating a larger decompression force is increased.

また、このような第一の突起部8を流出口10側に複数設けることによって微細な減圧制御を可能とすることができる。   Further, by providing a plurality of such first protrusions 8 on the outlet 10 side, fine pressure reduction control can be achieved.

次に、本実施の形態1における細胞電気生理センサを用いた細胞の電気生理現象の測定方法について簡単に述べる。   Next, a method for measuring a cell electrophysiological phenomenon using the cell electrophysiological sensor according to the first embodiment will be briefly described.

まず、ウエル1に細胞内液あるいは細胞外液を充填する。ここで、細胞内液とは例えば、ほ乳類筋細胞の場合、代表的には、K+イオンが155mM、Na+イオンが12mM程度、C1-イオンが4.2mM程度添加された電解液であり、細胞外液とは、K+イオンが4mM程度、Na+イオンが145mM程度、C1-イオンが123mM程度添加された電解液である。この状態で、ウエル1の内部に設置した第一の電極(図示せず)と第一の溝13の適当な場所に設置した塩化銀などからなる第二の電極(図示せず)との間で、100kΩ〜10MΩ程度の抵抗値を観測することができる。これは細胞電気生理センサの薄板4の内部に設けられた第三の貫通孔7に電解液である細胞内液あるいは細胞外液が浸透し、前記電極間で電気回路が形成されるからである。 First, the well 1 is filled with intracellular fluid or extracellular fluid. Here, for example, in the case of mammalian muscle cells, the intracellular fluid is typically an electrolytic solution to which K + ions are added at about 155 mM, Na + ions at about 12 mM, and C 1 ions at about 4.2 mM. The extracellular fluid is an electrolytic solution to which about 4 mM of K + ions, about 145 mM of Na + ions, and about 123 mM of C 1 ions are added. In this state, between the first electrode (not shown) installed inside the well 1 and the second electrode (not shown) made of silver chloride or the like installed at an appropriate location in the first groove 13. Thus, a resistance value of about 100 kΩ to 10 MΩ can be observed. This is because the intracellular or extracellular fluid, which is an electrolytic solution, permeates the third through-hole 7 provided in the thin plate 4 of the cell electrophysiological sensor, and an electric circuit is formed between the electrodes. .

次に、マイクロピペットなどを用いて、第一の貫通孔5の内部へ細胞を投入する。このとき、第一の貫通孔5の内壁面をテーパ形状とすることが好ましい。これによって、細胞はセンサチップである薄板4に形成した第三の貫通孔7の近傍まで到達しやすい構造を実現している。   Next, the cells are introduced into the first through-hole 5 using a micropipette or the like. At this time, the inner wall surface of the first through hole 5 is preferably tapered. This realizes a structure in which cells easily reach the vicinity of the third through-hole 7 formed in the thin plate 4 that is a sensor chip.

次に、例えば流入口9を塞いで流出口10から吸引すると、細胞は第三の貫通孔7へ引きつけられ、ついにはこの第三の貫通孔7を塞ぐように保持することができる。その結果、ウエル1と第一の溝13との間の電気抵抗は十分に高くなる(このような状態をギガシールと呼ぶ)。   Next, for example, when the inflow port 9 is closed and sucked from the outflow port 10, the cells are attracted to the third through hole 7, and can finally be held so as to close the third through hole 7. As a result, the electrical resistance between the well 1 and the first groove 13 becomes sufficiently high (this state is called a giga seal).

この状態において、薬液などを投入したときの細胞の電気生理活動によって細胞の内外の電位が変化した場合に、わずかな電位差あるいは電流であっても前記第一の電極と第二の電極との間における電流あるいは電圧の変化を測定することによって細胞の電気生理現象の高精度な測定方法を実現することができる。   In this state, when the potential inside and outside the cell changes due to the electrophysiological activity of the cell when a chemical solution or the like is added, even if there is a slight potential difference or current, there is a slight gap between the first electrode and the second electrode. By measuring the change in current or voltage in the cell, a highly accurate method for measuring the electrophysiological phenomenon of cells can be realized.

ここで、迅速、且つ高精度に測定するためには、細胞を速やかに第三の貫通孔7の上に移動させた後、第三の貫通孔7の上に一定のシール性(高いギガシールド性)を保持しながら保持することが重要である。この保持状態を一定にするためには、吸引圧力を微細に制御しながら、細胞を速やかに移動させた後、第三の貫通孔7の上に安定して保持することが重要である。   Here, in order to measure quickly and with high accuracy, the cell is quickly moved onto the third through-hole 7 and then fixed to the third through-hole 7 with a certain sealing property (high giga shield). It is important to hold it while maintaining the property. In order to make this holding state constant, it is important to stably hold the cell on the third through-hole 7 after moving the cell quickly while finely controlling the suction pressure.

これに対して、気泡などが第二の貫通孔6付近に存在すると吸引の圧力が不安定となり、測定に必要な十分なシール性を維持することが困難となってくる。   On the other hand, if bubbles or the like are present in the vicinity of the second through-hole 6, the suction pressure becomes unstable, and it becomes difficult to maintain sufficient sealing performance necessary for measurement.

従って、高精度な測定を実現するためには第二の貫通孔6付近に気泡の発生しにくい細胞電気生理センサを用いることが非常に重要なことである。   Therefore, in order to realize highly accurate measurement, it is very important to use a cell electrophysiological sensor in which bubbles are not easily generated in the vicinity of the second through hole 6.

また、図2は本実施の形態1における別の例の細胞電気生理センサの構成を説明するための断面図であり、図2に示すように第一の突起部8が第一の溝13の流出口10側に向かって第一の突起部8の先端部を平坦形状とした構造としている。これによって、前記のように流入口9側の圧力が相対的に流出口10側に比べて、より高くなることから薄板4を保持している第二の貫通孔6付近における気泡の発生を少なくできるという利点を有している。さらに、この平坦形状の長さを制御することによって最適な吸引条件を実現することができるとともに、液体の流れを容易に層流に制御できることからより高精度に測定することができる細胞電気生理センサを実現することができる。   FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the configuration of another example of the cellular electrophysiological sensor according to the first embodiment. As shown in FIG. The tip of the first protrusion 8 is made flat toward the outlet 10 side. As a result, the pressure on the inlet 9 side is relatively higher than that on the outlet 10 side as described above, so that the generation of bubbles in the vicinity of the second through-hole 6 holding the thin plate 4 is reduced. It has the advantage of being able to. Furthermore, by controlling the length of this flat shape, it is possible to realize optimal suction conditions and easily control the liquid flow into a laminar flow, so that the cell electrophysiological sensor can measure with higher accuracy. Can be realized.

次に、本実施の形態1における他の例の細胞電気生理センサの構成について説明する。図3は本実施の形態1における他の例の細胞電気生理センサの構成を説明するための断面図であり、図3に示すように第一の突起部8が第二の貫通孔6に隣接しており、保持プレート2の下面と第一の突起部8の下面で形成する第二の貫通孔6の開口部12の平面が、第一の溝13の長手方向線に対して0度以上の角度で、第二の貫通孔6の開口部12を液体の流入口9側に向けて形成し、さらに、この開口部12の平面部と薄板4とが水平になるように第二の貫通孔6の内部へ薄板4を設置している。   Next, the configuration of another example of the cell electrophysiological sensor according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of another example of the cell electrophysiological sensor according to the first embodiment. The first protrusion 8 is adjacent to the second through-hole 6 as shown in FIG. The plane of the opening 12 of the second through-hole 6 formed by the lower surface of the holding plate 2 and the lower surface of the first protrusion 8 is at least 0 degree with respect to the longitudinal line of the first groove 13. The opening 12 of the second through-hole 6 is formed toward the liquid inlet 9 side at the angle, and the second penetration is made so that the flat portion of the opening 12 and the thin plate 4 are horizontal. A thin plate 4 is installed inside the hole 6.

このような構成とすることによって、図1に示した実施例の構成に比較して、液体が流入口9側から流出口10側へ液だまり部を発生することなく、スムーズに液体が流れるという効果を発揮することができる。   By adopting such a configuration, compared to the configuration of the embodiment shown in FIG. 1, the liquid flows smoothly without generating a pool portion from the inlet 9 side to the outlet 10 side. The effect can be demonstrated.

さらに、薄板4の平面が流入口9側へ向いていることによって、流入口9側から送られる液体が確実に薄板4の下方に届くことになり、例えば、第一の溝13の内部の液体の種類を交換したいときに特に効果的である。   Further, since the flat surface of the thin plate 4 faces the inlet 9 side, the liquid sent from the inlet 9 side surely reaches the lower side of the thin plate 4, for example, the liquid inside the first groove 13. This is especially effective when you want to change the type.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における細胞電気生理センサについて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a cell electrophysiological sensor according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態2における細胞電気生理センサの構成は、図4に示すように第一の貫通孔5を有したウエル1と、ウエル1の下方には第二の貫通孔6を有した保持プレート2を当接しており、前記第二の貫通孔6の内部には、少なくとも一つの第三の貫通孔7を有した平面を持つ薄板4からなるセンサチップを固着保持している。   As shown in FIG. 4, the cell electrophysiological sensor according to the second embodiment includes a well 1 having a first through hole 5 and a holding plate having a second through hole 6 below the well 1. 2, and a sensor chip made of a thin plate 4 having a flat surface having at least one third through hole 7 is fixedly held inside the second through hole 6.

さらに、前記保持プレート2の下方には、その両端に液体の流入口9と流出口10を備えた少なくとも一つの第一の溝13を有した流路プレート3を当接している。また、流路プレート3の底面において、第二の突起部11が第二の貫通孔6の下方より流出口10側になるように形成している。   Further, below the holding plate 2, a flow path plate 3 having at least one first groove 13 provided with a liquid inlet 9 and an outlet 10 at both ends is abutted. Further, the second protrusion 11 is formed on the bottom surface of the flow path plate 3 so as to be on the outlet 10 side from below the second through hole 6.

そして、前記第三の貫通孔7に被検体細胞を密着保持してこの被検体細胞の電気生理現象を測定する細胞電気生理センサを構成している。   A cell electrophysiological sensor is configured to measure and measure the electrophysiological phenomenon of the subject cell by closely holding the subject cell in the third through-hole 7.

以上のような構成を有する細胞電気生理センサにおいて、特に第二の突起部11を形成することによって、第二の突起部11を形成した部分における流路プレート3の内部の流体が流れる流路が狭くなるようになっていることを特徴としている。   In the cell electrophysiological sensor having the above-described configuration, in particular, by forming the second protrusion 11, the flow path through which the fluid inside the flow path plate 3 flows in the portion where the second protrusion 11 is formed. It is characterized by being narrowed.

このような構成とすることによって、液体を流入口9から投入して流出口10から排出する場合、第二の突起部11による流路幅の制限によって、流路の圧力は第一の溝13の内部において流入口9側が流出口10側より相対的に高くなる。   By adopting such a configuration, when the liquid is introduced from the inlet 9 and discharged from the outlet 10, the pressure of the passage is changed by the first groove 13 due to the restriction of the passage width by the second protrusion 11. The inlet 9 side is relatively higher than the outlet 10 side.

また、流入口9を塞いで第一の溝13の内部を密閉空間としたとき、流出口10側を減圧すると、第二の突起部11による流路幅の制限によって、圧力は流出口10側の方が相対的に低くなる。このように、薄板4および第二の貫通孔6がある側が常に相対的に圧力が高くなることによって、流入口9側においては気泡の発生が少なくなることが分かった。その結果、流出口10側を大きく減圧したとしても、薄板4側に気泡が発生せず、高精度に減圧制御できる細胞電気生理センサを実現することができる。   Further, when the inflow port 9 is closed and the inside of the first groove 13 is a sealed space, if the outflow port 10 side is depressurized, the pressure is reduced due to the restriction of the channel width by the second protrusion 11. Is relatively low. As described above, it was found that the side where the thin plate 4 and the second through-hole 6 are provided always has a relatively high pressure, so that the generation of bubbles is reduced on the inlet 9 side. As a result, even if the pressure on the outlet 10 side is greatly reduced, it is possible to realize a cell electrophysiological sensor that does not generate bubbles on the thin plate 4 side and can be pressure-controlled with high accuracy.

また、図4に示したように流路プレート3の第二の突起部11を設けた構成とすることによって、細胞電気生理センサを効率よく作製することができる。   Moreover, as shown in FIG. 4, the cell electrophysiological sensor can be efficiently manufactured by adopting the configuration in which the second protrusion 11 of the flow path plate 3 is provided.

まず、本発明における細胞電気生理センサの通常の作製方法としては、初めにウエル1と保持プレート2を熱可塑性樹脂などを用いて融着接合し、さらにその後流路プレート3を積層して融着接合することによって一体化し、所望の形状を有する細胞電気センサを作製すると効率が良い。ここで、第一の突起部8が保持プレート2に形成されていると、この融着接合のときに接合不良などの不都合が発生する場合がある。   First, as a normal method for producing the cell electrophysiological sensor in the present invention, first, the well 1 and the holding plate 2 are fusion-bonded using a thermoplastic resin or the like, and then the flow-path plate 3 is laminated and fused. It is efficient to produce a cellular electric sensor having a desired shape that is integrated by bonding. Here, if the first protrusion 8 is formed on the holding plate 2, inconvenience such as poor bonding may occur during the fusion bonding.

そのような場合において、本実施の形態2に示したように流路プレート3に第二の突起部11を形成しておくことによって、接合などの組み立て時における作業効率の低下を防止することができる。   In such a case, by forming the second protrusion 11 on the flow path plate 3 as shown in the second embodiment, it is possible to prevent a reduction in work efficiency during assembly such as joining. it can.

次に、本実施の形態2の別の例の細胞電気生理センサは、実施の形態1と同様に第二の突起部11を流入口9と流出口10の方向に沿って複数形成することによって実施の形態1と同様の効果を発揮することができる。   Next, in another example of the cell electrophysiological sensor of the second embodiment, a plurality of second protrusions 11 are formed along the direction of the inlet 9 and the outlet 10 as in the first embodiment. The same effect as in the first embodiment can be exhibited.

次に、本実施の形態2におけるさらに別の例の細胞電気生理センサの構成について説明する。図5に示すように、第二の突起部11の先端部を平坦な形状とすることによって、実施の形態1の図2に示した構成の細胞電気生理センサと同様の効果を発揮できることが分かっている。   Next, a configuration of another example of the cell electrophysiological sensor according to the second embodiment will be described. As shown in FIG. 5, it is found that the same effect as that of the cell electrophysiological sensor having the configuration shown in FIG. 2 of the first embodiment can be exhibited by making the tip of the second protrusion 11 flat. ing.

以上説明してきたように、このような構成とすることによって流入口9側の圧力を相対的に流出口10側に比べて高く設計することができ、薄板4を保持した第二の貫通孔6の付近に気泡の発生を少なくすることができる細胞電気生理センサを提供することができる。このような構成を有する細胞電気生理センサを用いて細胞の電気生理現象を測定するとき、効率よく高精度に測定することができる。   As described above, by adopting such a configuration, the pressure on the inlet 9 side can be designed to be relatively higher than that on the outlet 10 side, and the second through hole 6 holding the thin plate 4 can be designed. It is possible to provide a cell electrophysiological sensor that can reduce the generation of bubbles in the vicinity of. When a cell electrophysiological sensor having such a configuration is used to measure a cell electrophysiological phenomenon, it can be efficiently and accurately measured.

以上のように、本発明にかかる細胞電気生理センサおよびそれを用いた細胞電気生理現象の測定方法は高精度な測定を可能にすることから、高速で薬理判定を行う薬品スクリーニング等の測定器に有用である。   As described above, since the cell electrophysiological sensor and the cell electrophysiological measurement method using the same according to the present invention enable high-accuracy measurement, the present invention can be applied to a measuring instrument such as drug screening that performs pharmacological determination at high speed. Useful.

本発明の実施の形態1における細胞電気生理センサの断面図Sectional drawing of the cell electrophysiological sensor in Embodiment 1 of this invention 同別の例の細胞電気生理センサの断面図Sectional view of another example of cellular electrophysiological sensor 同他の例の細胞電気生理センサの断面図Cross-sectional view of another example of cell electrophysiological sensor 本発明の実施の形態2における細胞電気生理センサの断面図Sectional drawing of the cell electrophysiological sensor in Embodiment 2 of this invention 同別の例の細胞電気生理センサの断面図Sectional view of another example of cellular electrophysiological sensor

符号の説明Explanation of symbols

1 ウエル
2 保持プレート
3 流路プレート
4 薄板
5 第一の貫通孔
6 第二の貫通孔
7 第三の貫通孔
8 第一の突起部
9 流入口
10 流出口
11 第二の突起部
12 開口部
13 第一の溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Well 2 Holding plate 3 Flow path plate 4 Thin plate 5 1st through-hole 6 2nd through-hole 7 3rd through-hole 8 1st projection part 9 Inflow port 10 Outflow port 11 2nd projection part 12 Opening part 13 First groove

Claims (10)

第一の貫通孔を有したウエルと、このウエルの下方に当接した第二の貫通孔を有した保持プレートと、この保持プレートの下方に液体の流入口と流出口を両端に備えた第一の溝を有した流路プレートを当接し、前記第二の貫通孔の内部に第三の貫通孔を有した薄板を当接した細胞電気生理センサであって、 前記第二の貫通孔に連通し、第二の貫通孔と流出口との間の前記保持プレートの一部に第一の突起部を設けた細胞電気生理センサ。 A well having a first through hole, a holding plate having a second through hole in contact with the lower side of the well, and a liquid inlet and outlet at both ends below the holding plate. A cell electrophysiological sensor that abuts a flow path plate having one groove and abuts a thin plate having a third through hole inside the second through hole, A cell electrophysiological sensor that is in communication and has a first protrusion provided on a part of the holding plate between the second through hole and the outlet. 第一の突起部を第二の貫通孔に隣接して設けた請求項1に記載の細胞電気生理センサ。 The cell electrophysiological sensor according to claim 1, wherein the first protrusion is provided adjacent to the second through hole. 第一の突起部を複数形成した請求項1に記載の細胞電気生理センサ。 The cell electrophysiological sensor according to claim 1, wherein a plurality of first protrusions are formed. 第一の突起部の先端部を平坦形状とした請求項1に記載の細胞電気生理センサ。 The cell electrophysiological sensor according to claim 1, wherein the tip of the first protrusion is flat. 第一の突起部を第二の貫通孔に隣接して配置し、この第二の貫通孔の開口部の平面を第一の溝の長手方向線に対して0度以上の角度で配置することにより前記開口部を液体の流入口側に向けて配置し、この開口部の平面と薄板とが水平になるように前記開口部の内部へ薄板を配置した請求項1に記載の細胞電気生理センサ。 The first protrusion is disposed adjacent to the second through hole, and the plane of the opening of the second through hole is disposed at an angle of 0 ° or more with respect to the longitudinal line of the first groove. 2. The cell electrophysiological sensor according to claim 1, wherein the opening is disposed toward the liquid inlet side, and the thin plate is disposed inside the opening so that the flat surface and the thin plate of the opening are horizontal. . 第一の貫通孔を有したウエルと、このウエルの下方に当接した第二の貫通孔を有した保持プレートと、この保持プレートの下方に液体の流入口と流出口を両端に備えた第一の溝を有した流路プレートを当接し、前記第二の貫通孔の内部に第三の貫通孔を有した薄板を当接した細胞電気生理センサであって、前記第二の貫通孔に連通し、第二の貫通孔と流出口との間の前記流路プレートの一部に第二の突起部を設けた細胞電気生理センサ。 A well having a first through hole, a holding plate having a second through hole in contact with the lower side of the well, and a liquid inlet and outlet at both ends below the holding plate. A cell electrophysiological sensor that abuts a flow path plate having one groove and a thin plate having a third through hole inside the second through hole, A cell electrophysiological sensor that is in communication and has a second protrusion provided on a part of the flow path plate between the second through hole and the outlet. 第二の突起部を第二の貫通孔に隣接して設けた請求項6に記載の細胞電気生理センサ。 The cell electrophysiological sensor according to claim 6, wherein the second protrusion is provided adjacent to the second through hole. 第二の突起部を複数形成した請求項6に記載の細胞電気生理センサ。 The cell electrophysiological sensor according to claim 6, wherein a plurality of second protrusions are formed. 第二の突起部の先端部を平坦形状とした請求項6に記載の細胞電気生理センサ。 The cell electrophysiological sensor according to claim 6, wherein the tip of the second protrusion is flat. 第一の貫通孔を有したウエルと、このウエルの下方に当接した第二の貫通孔を有した保持プレートと、この保持プレートの下方に液体の流入口と流出口を両端に備えた第一の溝を有した流路プレートを当接し、前記第二の貫通孔の内部に第三の貫通孔を有した薄板を当接し、前記第二の貫通孔に連通し、第二の貫通孔と流出口との間の前記保持プレートまたは流路プレートの一部に第一の突起部を設けた細胞電気生理センサを用いて細胞の電気生理現象を測定する細胞電気生理現象の測定方法。 A well having a first through hole, a holding plate having a second through hole in contact with the lower side of the well, and a liquid inlet and outlet at both ends below the holding plate. A flow path plate having a single groove, a thin plate having a third through hole in contact with the second through hole, communicating with the second through hole, and a second through hole. A method for measuring a cell electrophysiological phenomenon, in which a cell electrophysiological sensor using a cell electrophysiological sensor provided with a first protrusion on a part of the holding plate or the flow path plate between the gas outlet and the outlet is measured.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003527581A (en) * 1999-12-24 2003-09-16 アストラゼネカ・アクチエボラーグ Apparatus and method for electrical measurement of an object
JP2004166692A (en) * 2002-10-28 2004-06-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Integrated electrode and cell immobilizing device equipped with the same
WO2005116242A1 (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Medicine safety testing method and medicine safety testing system
JP2007225483A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cell electrophysiological sensor, its using method, and its manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003527581A (en) * 1999-12-24 2003-09-16 アストラゼネカ・アクチエボラーグ Apparatus and method for electrical measurement of an object
JP2004166692A (en) * 2002-10-28 2004-06-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Integrated electrode and cell immobilizing device equipped with the same
WO2005116242A1 (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Medicine safety testing method and medicine safety testing system
JP2007225483A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cell electrophysiological sensor, its using method, and its manufacturing method

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