JP2013198637A - Power source for electroporator - Google Patents
Power source for electroporator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013198637A JP2013198637A JP2012069077A JP2012069077A JP2013198637A JP 2013198637 A JP2013198637 A JP 2013198637A JP 2012069077 A JP2012069077 A JP 2012069077A JP 2012069077 A JP2012069077 A JP 2012069077A JP 2013198637 A JP2013198637 A JP 2013198637A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- pulse
- outputting
- output
- driving pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、エレクロトポレーター用電源およびそれを含むエレクロトポレーター、並びにそれを用いるエレクトロポレーション方法に関する。 The present invention relates to a power supply for an electroporator, an electroporator including the same, and an electroporation method using the same.
電気刺激により細胞膜に微細孔を開け、ＤＮＡ等の高分子を細胞内へ導入するエレクトロポレーションを行うための装置として、種々のエレクトロポレーターが公知である。このようなエレクロトポレーターとしては、例えば、適当な緩衝液に懸濁した培養細胞や培養容器に付着した状態の培養細胞などを対象としたイン・ビトロ（in vitro）でのエレクトロポレーションを行うためのもの、あるいは、生体組織などを対象としたイン・ビボ（in vivo）でのエレクトロポレーションを行うためのものなどが市販されており、ＤＮＡワクチンの投与装置もエレクロトポレーターの１つである。 Various electroporators are known as devices for performing electroporation in which micropores are opened in a cell membrane by electrical stimulation and a polymer such as DNA is introduced into the cell. As such an electroporator, for example, in vitro electroporation for cultured cells suspended in an appropriate buffer solution or cultured cells attached to a culture vessel is used. For in vivo electroporation intended for living tissue, etc. are commercially available, and a DNA vaccine administration device is also one of the electroporators. One.
初期のエレクトロポレーターは、一定電圧の高電圧の矩形波パルスを所望のパルス長、パルス間隔、パルス数で複数回負荷するものであったが、エレクロトポレーション効率を高めるために、高電圧のパルスを比較的短時間（１０マイクロ秒オーダー）負荷した後、続いて、それより長い時間（１０ミリ秒オーダー）の低電圧パルスを負荷するデュアルパルス方式のエレクトロポレーションが開発された（非特許文献１）。この方式では、最初の高電圧パルスが細胞膜に微細孔を開けるために寄与し（ポレーションパルス。以下、略称としてＰｐを使用する）、続く低電圧パルスがＤＮＡ等の細部内部への移動に寄与している（ドライビングパルス。以下、Ｐｄ）と考えられている。前記非特許文献１に記載のエレクトロポレーションは、ポレーションパルス及びドライビングパルスのいずれも１回のパルスを負荷するものであるが、１回のポレーションパルス（Ｐｐ）を負荷した後、続いてドライビングパルス（Ｐｄ）として、一定電圧の矩形波パルスを複数回（図１）、あるいは、指数関数的減衰波を複数回（図３）、負荷することのできる装置（ＣＵＹ２１ＥＸ、（株）ベックス）も市販されている。 The initial electroporator was to load a high-voltage rectangular wave pulse with a constant voltage multiple times with the desired pulse length, pulse interval, and number of pulses. In order to increase the electroporation efficiency, A dual pulse electroporation was developed in which a low voltage pulse was loaded for a relatively short time (on the order of 10 microseconds), and then a low voltage pulse for a longer time (on the order of 10 milliseconds) was loaded. Patent Document 1). In this method, the first high-voltage pulse contributes to making micropores in the cell membrane (poration pulse; hereinafter, Pp is used as an abbreviation), and the subsequent low-voltage pulse contributes to the movement of details such as DNA. (Driving pulse, hereinafter referred to as Pd). In the electroporation described in Non-Patent Document 1, both a poration pulse and a driving pulse are loaded with one pulse, and after loading a single poration pulse (Pp), As a driving pulse (Pd), a device capable of loading a rectangular pulse with a constant voltage a plurality of times (FIG. 1) or an exponential decay wave a plurality of times (FIG. 3) (CUY21EX, Vex Co., Ltd.) Are also commercially available.
このようなデュアルパルス方式のエレクトロポレーション装置が開発される前のエレクトロポレーターは、一定電圧の矩形波パルスを出力するための単一電源を備えただけのものであったが、デュアルパルス方式のエレクロポレーターでは大幅に電圧の異なる２種類のパルスを短時間のインターバルを挟んで出力する必要があるため、２つの定電圧源を備えることによりこの課題を解決している。 Prior to the development of such a dual-pulse electroporation device, the electroporator had only a single power supply for outputting a rectangular wave pulse of a constant voltage, but the dual-pulse system In this type of electroporator, it is necessary to output two types of pulses with significantly different voltages across a short time interval, so this problem is solved by providing two constant voltage sources.
本発明の課題は、２種類以上のパルスを組み合わせて実施するエレクトロポレーション用電源であって、より高い導入率を達成することのできるエレクトロポレーション用電源を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electroporation power source that is implemented by combining two or more kinds of pulses and that can achieve a higher introduction rate.
本発明は、
［１］連動して使用可能な２以上の独立した直流電源部を備え、
前記直流電源部の少なくとも１つが、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源を含む、エレクロトポレーター用電源；
［２］前記直流電源部として、
（Ａ）ポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）と、
（Ｂ）ドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）と
を含む、［１］のエレクロトポレーター用電源；
［３］前記直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）が、
（Ｂ２）ドライビングパルス（Ｐｄ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ／ａ）
を含む、［２］のエレクロトポレーター用電源；
［４］前記直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）が、更に、
（Ｂ１）ドライビングパルス（Ｐｄ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ／ｐ）
を含む、［３］のエレクロトポレーター用電源；
［５］前記直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）として、
（Ｂ＋）正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と、
（Ｂ−）負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）と
を含む、［２］のエレクロトポレーター用電源；
［６］前記定電流源（Ｐｄ／ａ）として、
（Ｂ２＋）正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ＋／ａ）と
（Ｂ２−）負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）として、負極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ−／ａ）と
を含む、［３］のエレクロトポレーター用電源；
［７］前記定電圧源（Ｐｄ／ｐ）として、
（Ｂ１＋）正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）と
（Ｂ１−）負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）として、負極性の１又は複数のパルスからなる指数関数的減衰波を所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）と
を含む、［４］のエレクロトポレーター用電源；
［８］前記直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）が、
（Ａ１）ポレーションパルス（Ｐｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｐ／ｐ）、及び
（Ａ２）ポレーションパルス（Ｐｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｐ／ａ）
からなる群から選んだ少なくとも１つを含む、［２］〜［７］のいずれかのエレクロトポレーター用電源；
［９］［１］〜［８］のいずれかのエレクロトポレーター用電源と、エレクトロポレーション用電極とを含む、エレクロトポレーター；
［１０］［９］のエレクロトポレーターを用いることを特徴とする、エレクトロポレーション方法；
に関する。
The present invention
[1] Two or more independent DC power supply units that can be used in conjunction with each other are provided.
An electric power supply for an electroporator, wherein at least one of the DC power supply units includes a constant current source capable of outputting one or more pulses of a single polarity at a predetermined current value;
[2] As the DC power supply unit,
(A) a DC power supply unit (Pp / P) for outputting a poration pulse (Pp);
(B) A power supply for an electroporator according to [1], including a DC power supply section (Pd / P) for outputting a driving pulse (Pd);
[3] The DC power supply (Pd / P)
(B2) Constant current source (Pd / a) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined current value as a driving pulse (Pd)
A power supply for an electroporator according to [2], including:
[4] The DC power supply (Pd / P)
(B1) Constant voltage source (Pd / p) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined voltage value as a driving pulse (Pd)
A power supply for an electroporator according to [3], including:
[5] As the DC power supply (Pd / P),
(B + ) DC power supply unit (Pd + / P) for outputting a positive driving pulse (Pd +);
(B − ) a power supply for an electroporator according to [2], including a DC power supply section (Pd− / P) for outputting a negative driving pulse (Pd−);
[6] As the constant current source (Pd / a),
A constant current source (Pd + / a) capable of outputting one or a plurality of positive polarity pulses at a predetermined current value as (B2 + ) positive polarity driving pulse (Pd +), and (B2 − ) negative polarity driving pulse ( A power source for an electroporator according to [3], including a constant current source (Pd− / a) capable of outputting one or more pulses of negative polarity at a predetermined current value as Pd−);
[7] As the constant voltage source (Pd / p),
A constant voltage source (Pd + / p) capable of outputting one or more positive polarity pulses at a predetermined voltage value as (B1 + ) positive polarity driving pulse (Pd +) and (B1 − ) negative polarity driving pulse ( Pd−) includes a constant voltage source (Pd− / p) that can output an exponential decay wave composed of one or a plurality of negative-polarity pulses at a predetermined voltage value. Power supply for the porator;
[8] The DC power supply (Pp / P)
(A1) As a poration pulse (Pp), a constant voltage source (Pp / p) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined voltage value, and (A2) As a poration pulse (Pp) Constant current source (Pp / a) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined current value
A power source for an electroporator according to any one of [2] to [7], comprising at least one selected from the group consisting of:
[9] An electroporator including the power source for an electroporator according to any one of [1] to [8] and an electrode for electroporation;
[10] An electroporation method using the electroporator of [9];
About.
本明細書において「定電圧源」とは、一定の電圧で複数パルスを出力できる電源を意味するだけでなく、例えば、初期設定電圧および減少率等により予め設定した所定の電圧で複数パルスを出力できる電源も意味する。
また、本明細書において「定電流源」とは、一定の電流値で複数パルスを出力できる電源を意味するだけでなく、予め設定した所定の電流値で複数パルスを出力できる電源も意味する。
In this specification, the “constant voltage source” means not only a power source that can output a plurality of pulses at a constant voltage, but also outputs a plurality of pulses at a predetermined voltage set in advance by, for example, an initial setting voltage and a decrease rate It also means a power source that can be used.
In this specification, the “constant current source” means not only a power source that can output a plurality of pulses at a constant current value, but also a power source that can output a plurality of pulses at a predetermined current value set in advance.
本発明のエレクロトポレーター用電源によれば、複数パルスを予め設定した所定の電流値で出力可能であるため、負荷中に抵抗値が変動することが予想される条件で実施するエレクトロポレーションであっても、高い導入効率を達成することができる。
また、本発明の好適態様である、正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と、負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）とを備えたエレクロトポレーター用電源によれば、これまでのエレクロトポレーターでは実施できなかったパターン（例えば、図４〜図９）のドライビングパルスを出力することができる。
According to the electroporator power supply of the present invention, since a plurality of pulses can be output at a predetermined current value set in advance, electroporation is performed under a condition in which the resistance value is expected to fluctuate during the load. Even so, high introduction efficiency can be achieved.
Also, a DC power supply unit (Pd + / P) for outputting a positive driving pulse (Pd +) and a DC power supply unit for outputting a negative driving pulse (Pd−), which are preferred embodiments of the present invention. According to the electroporator power supply having (Pd− / P), it is possible to output a driving pulse of a pattern (for example, FIGS. 4 to 9) that could not be implemented by the conventional electroporator. it can.
本発明のエレクロトポレーター用電源は、単独でも、あるいは、連動しても使用可能な独立した直流電源部を少なくとも２以上（好ましくは３以上）備える。このような直流電源部の組合せとしては、エレクトロポレーションに使用可能な組合せであれば、特に限定されるものではないが、例えば、高電圧出力用電源と低電圧出力用電源との組合せを挙げることができ、特には、ポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）とドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）との組合せを挙げることができる。
本発明のエレクロトポレーター用電源は、直流電源部以外に、交流電源部を備えることもできる。
The electric power supply for an electroporator of the present invention includes at least two or more (preferably three or more) independent DC power supply units that can be used alone or in conjunction. Such a combination of DC power supply units is not particularly limited as long as it can be used for electroporation. For example, a combination of a high-voltage output power supply and a low-voltage output power supply can be given. In particular, a combination of a DC power supply unit (Pp / P) for outputting a poration pulse (Pp) and a DC power supply unit (Pd / P) for outputting a driving pulse (Pd) is given. be able to.
The power supply for the electroporator of the present invention can include an AC power supply unit in addition to the DC power supply unit.
従来のエレクロトポレーター用電源で用いられていた直流電源部としては、例えば、一定電圧の矩形波パルスを複数回出力することのできる定電圧源や、単極性の１又は複数のパルスからなる指数関数的減衰波を所定の電圧値で出力することのできる定電圧源が挙げられるが、本発明のエレクロトポレーター用電源は、直流電源部の少なくとも１つが、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源を含む。 As a DC power supply unit used in a conventional electric power supply for an electroporator, for example, a constant voltage source capable of outputting a rectangular pulse with a constant voltage a plurality of times, or one or a plurality of pulses having a single polarity A constant voltage source that can output an exponential decay wave at a predetermined voltage value can be mentioned. The power source for an electroporator of the present invention includes at least one DC power supply unit having one or more unipolar ones. A constant current source capable of outputting a pulse at a predetermined current value is included.
例えば、本発明のエレクロトポレーター用電源が、ポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）とドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）とを含む場合、直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）又は直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）のいずれか一方が前記定電流源を含むこともできるし、直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）及び直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）の両方が前記定電流源を含むこともできる。 For example, the power supply for the electroporator of the present invention includes a DC power supply unit (Pp / P) for outputting a poration pulse (Pp) and a DC power supply unit (Pd / P) for outputting a driving pulse (Pd). ), Either the DC power supply (Pp / P) or the DC power supply (Pd / P) can include the constant current source, or the DC power supply (Pp / P) and the DC power supply. Both the parts (Pd / P) may include the constant current source.
本発明で用いることのできるポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）は、例えば、ポレーションパルス（Ｐｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｐ／ｐ）、あるいは、ポレーションパルス（Ｐｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｐ／ａ）を含むことができ、前記の定電圧源（Ｐｐ／ｐ）又は定電流源（Ｐｐ／ａ）のいずれか一方を、あるいは、両方を備えることができる。 The DC power supply unit (Pp / P) for outputting the poration pulse (Pp) that can be used in the present invention, for example, uses one or more unipolar pulses as a predetermined voltage as the poration pulse (Pp). A constant voltage source (Pp / p) that can output a value, or a constant current source (Pp) that can output one or more unipolar pulses at a predetermined current value as a poration pulse (Pp) / A), and either one of the constant voltage source (Pp / p) or the constant current source (Pp / a) or both of them may be provided.
同様に、本発明で用いることのできるドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）は、例えば、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ／ｐ）、あるいは、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ／ａ）を含むことができ、前記の定電圧源（Ｐｄ／ｐ）又は定電流源（Ｐｄ／ａ）のいずれか一方を、あるいは、両方を備えることができる。 Similarly, the DC power supply unit (Pd / P) for outputting the driving pulse (Pd) that can be used in the present invention outputs, for example, one or a plurality of unipolar pulses at a predetermined voltage value. A constant voltage source (Pd / p) that can output one or more unipolar pulses at a predetermined current value as a driving pulse (Pd). The constant voltage source (Pd / p), the constant current source (Pd / a), or both of them can be provided.
通常のデュアルパルス方式のエレクトロポレーションでは、ドライビングパルスの負荷回数は１回であることが多いため、このような用途では、構成の容易さとコストを考慮すると、前記定電圧源（Ｐｐ／ｐ）のみからなるポレーションパルス（Ｐｐ）出力用直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）と、前記定電圧源（Ｐｄ／ｐ）及び定電流源（Ｐｄ／ａ）からなるドライビングパルス（Ｐｄ）出力用直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）との組合せが好ましい。 In ordinary dual pulse electroporation, the driving pulse is often loaded once. Therefore, in such an application, considering the ease of configuration and cost, the constant voltage source (Pp / p) DC power source (Pp / P) for the output of a poration pulse (Pp) consisting of only a DC power source for driving pulse (Pd) output consisting of the constant voltage source (Pd / p) and the constant current source (Pd / a) A combination with the part (Pd / P) is preferred.
本発明のエレクロトポレーター用電源は、ドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）として、極性の異なるドライビングパルス（Ｐｄ＋）を種々の組合せで出力するために、２種類の直流電源部、すなわち、正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と、負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）とを含むことができる。 The power source for an electroporator of the present invention is a direct current power supply unit (Pd / P) for outputting a driving pulse (Pd), in order to output driving pulses (Pd +) having different polarities in various combinations. Types of DC power supply units, that is, a DC power supply unit (Pd + / P) for outputting a positive driving pulse (Pd +) and a DC power supply unit (Pd) for outputting a negative driving pulse (Pd−) − / P).
本発明で用いることのできるドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）が、正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と、負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）とを含む場合、各直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）及び（Ｐｄ−／Ｐ）は、それぞれ、先述したとおり、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ／ｐ）、及び／又は、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ／ａ）を含むことができる。 A DC power supply unit (Pd / P) for outputting a driving pulse (Pd) that can be used in the present invention, a DC power supply unit (Pd + / P) for outputting a positive driving pulse (Pd +), In the case of including a DC power supply unit (Pd− / P) for outputting a negative driving pulse (Pd−), each DC power supply unit (Pd + / P) and (Pd− / P) is described above. As described above, as a constant voltage source (Pd / p) and / or a driving pulse (Pd) capable of outputting one or more pulses of unipolar at a predetermined voltage value, one or more pulses of unipolar are used. A constant current source (Pd / a) that can output at a predetermined current value can be included.
具体的には、正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）は、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）、及び／又は、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ＋／ａ）を含むことができる。
また、負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）は、負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）として、負極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）、及び／又は、負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）として、負極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ−／ａ）とを含むことができる。
Specifically, the DC power supply unit (Pd + / P) for outputting the positive driving pulse (Pd +) outputs one or more positive pulses as a predetermined voltage value as the positive driving pulse (Pd +). Constant voltage source (Pd + / p) and / or positive current driving pulse (Pd +) that can output positive or negative pulses at a predetermined current value (Pd + / a) can be included.
Further, the DC power supply unit (Pd− / P) for outputting the negative driving pulse (Pd−) has one or more negative pulses as a predetermined voltage value as the negative driving pulse (Pd−). As a constant voltage source (Pd− / p) and / or a negative driving pulse (Pd−) that can be output at a constant current, one or a plurality of negative polarity pulses can be output at a predetermined current value. And a current source (Pd− / a).
以下、図１０に示す本発明のエレクロトポレーター用電源の一態様を例にとり、図１０〜図１３に基づいて、本発明を更に説明する。図１０に示す本発明の一態様は、
ポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）と、
正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と、
負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）とを含み；
前記のポレーションパルス（Ｐｐ）出力用直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｐ／ｐ）を含み；
前記の正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）と、正極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ＋／ａ）とを含み；
前記の負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）出力用直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）として、負極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）と、負極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ−／ａ）とを含む。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to FIGS. 10 to 13 by taking one embodiment of the power source for an electroporator of the present invention shown in FIG. 10 as an example. One embodiment of the present invention shown in FIG.
A DC power supply (Pp / P) for outputting a poration pulse (Pp);
A DC power supply (Pd + / P) for outputting a positive driving pulse (Pd +);
A DC power supply unit (Pd− / P) for outputting a negative driving pulse (Pd−);
As the DC power supply (Pp / P) for outputting the poration pulse (Pp), a constant voltage source (Pp / p) capable of outputting one or a plurality of unipolar pulses at a predetermined voltage value;
As said positive polarity driving pulse (Pd +) output DC power supply unit (Pd + / P), a constant voltage source (Pd + / p) capable of outputting one or more positive polarity pulses at a predetermined voltage value; A constant current source (Pd + / a) capable of outputting one or more positive-polarity pulses at a predetermined current value;
A constant voltage source (Pd− / p) capable of outputting one or a plurality of negative polarity pulses at a predetermined voltage value as the negative driving pulse (Pd−) output DC power supply unit (Pd− / P). ) And a constant current source (Pd− / a) capable of outputting one or a plurality of negative-polarity pulses at a predetermined current value.
図１１〜図１３は、図１０に示す一態様に関して、各直流電源部のいずれか１つを太線で示すものである。図１１は、ポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）として機能する定電圧源（Ｐｐ／ｐ）のみを太線で示し、図１２は、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）を構成する定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）のみを太線で示し、図１３は、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）を構成する定電流源（Ｐｄ＋／ａ）のみを太線で示す。 FIGS. 11 to 13 show one of the DC power supply units with a thick line in the aspect shown in FIG. 10. FIG. 11 shows only a constant voltage source (Pp / p) functioning as a DC power supply unit (Pp / P) for outputting a poration pulse (Pp) by a bold line, and FIG. 12 shows a positive driving pulse (Pd +). ) Only the constant voltage source (Pd + / p) constituting the output DC power supply unit (Pd + / P) is shown by a thick line, and FIG. 13 shows the positive driving pulse (Pd +) output DC power supply unit (Pd + / P). Only the constant current source (Pd + / a) to be configured is indicated by a thick line.
図１１に示すポレーションパルス（Ｐｐ）出力用直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）では、スイッチ（Ｐｐ出力）を切り替えることにより、Ｐｐ電源からキャパシタ（Ｐｐ容量）に蓄電し、Ｐｐ出力スイッチに入力されるＰｐドライブ信号に従って、所定の電圧値で、単極性の１又は複数のパルスを出力端子から出力することができる。 In the poration pulse (Pp) output DC power supply unit (Pp / P) shown in FIG. 11, by switching the switch (Pp output), the Pp power supply stores the capacitor (Pp capacity) and is input to the Pp output switch. In accordance with the Pp drive signal, one or more unipolar pulses can be output from the output terminal at a predetermined voltage value.
図１０における前記の正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）では、スイッチ操作により、図１２に示す、正極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）と、図１３に示す、正極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ＋／ａ）とを切り替えることができる。具体的には、スイッチをキャパシタモードに切り替えることにより、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）を定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）として機能させることができる。また、スイッチをアンプモードに切り替えることにより、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）を定電流源（Ｐｄ＋／ａ）として機能させることができる。 In the DC driving unit (Pd + / P) for output of the positive driving pulse (Pd +) in FIG. 10, one or a plurality of positive polarity pulses shown in FIG. 12 are output at a predetermined voltage value by a switch operation. Can be switched between a constant voltage source (Pd + / p) capable of generating a positive current and a constant current source (Pd + / a) capable of outputting one or more positive-polarity pulses at a predetermined current value shown in FIG. . Specifically, by switching the switch to the capacitor mode, the positive polarity driving pulse (Pd +) output DC power supply unit (Pd + / P) can function as a constant voltage source (Pd + / p). Further, by switching the switch to the amplifier mode, the positive polarity driving pulse (Pd +) output DC power supply unit (Pd + / P) can function as a constant current source (Pd + / a).
図１２に示す定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）では、スイッチを切り替えることにより、Ｐｄ＋電源からキャパシタ（Ｐｄ容量）に蓄電し、Ｐｄ＋出力スイッチに入力されるＰｄ＋ドライブ信号に従って、所定の電圧値で、単極性の１又は複数のパルスを出力端子から出力することができる。 In the constant voltage source (Pd + / p) shown in FIG. 12, by switching the switch, the Pd + power source stores the capacitor (Pd capacity), and at a predetermined voltage value according to the Pd + drive signal input to the Pd + output switch, One or more unipolar pulses can be output from the output terminal.
一方、図１３に示す定電流源（Ｐｄ＋／ａ）では、Ｐｄ＋出力スイッチに入力されるＰｄ＋ドライブ信号に従って、Ｐｄ＋電源の印加電圧が直接、出力端子から出力される。その際、電流値および電圧値を検出し、それらのフィードバックにより、所定の電流値を出力端子から出力することができる。
本発明のエレクロトポレーター用電源では、このフィードバックを、例えば、半導体±スイッチアンプを用いて実施することができる。
On the other hand, in the constant current source (Pd + / a) shown in FIG. 13, the applied voltage of the Pd + power supply is directly output from the output terminal in accordance with the Pd + drive signal input to the Pd + output switch. At this time, a current value and a voltage value are detected, and a predetermined current value can be output from the output terminal by feedback thereof.
In the electric power supply for the electroporator of the present invention, this feedback can be performed using, for example, a semiconductor ± switch amplifier.
図１０における前記の負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）出力用直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）は、極性が反対であること以外は、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と同じ構成であり、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と同じように作動する。
すなわち、スイッチをキャパシタモードに切り替えることにより、負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）出力用直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）を定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）として機能させることができる。また、スイッチをアンプモードに切り替えることにより、負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）出力用直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）を定電流源（Ｐｄ−／ａ）として機能させることができる。
また、定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）及び定電流源（Ｐｄ−／ａ）も、それぞれ、極性が反対であること以外は、定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）及び定電流源（Ｐｄ＋／ａ）と同様に作動する。
The negative polarity driving pulse (Pd−) output direct current power supply unit (Pd− / P) in FIG. 10 has a polarity opposite to that of the positive polarity driving pulse (Pd +) output direct current power supply unit (Pd + / P). It has the same configuration as P), and operates in the same manner as the positive polarity driving pulse (Pd +) output DC power supply unit (Pd + / P).
That is, by switching the switch to the capacitor mode, the negative polarity driving pulse (Pd−) output DC power supply unit (Pd− / P) can function as a constant voltage source (Pd− / p). Further, by switching the switch to the amplifier mode, the negative polarity driving pulse (Pd−) output DC power supply unit (Pd− / P) can function as a constant current source (Pd− / a).
The constant voltage source (Pd− / p) and the constant current source (Pd− / a) are also constant voltage source (Pd + / p) and constant current source (Pd + / a) except that the polarities are opposite to each other. ).
ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いてドライビングパルス（Ｐｄ）を負荷するデュアルパルス方式のエレクトロポレーションにおいて、本発明のエレクロトポレーター用電源により出力可能な波形パターンを図１〜図９に示す。
図１は、定電圧源（Ｐｐ／ｐ）により出力したポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて（以下、図２〜図７において同じ）、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の矩形波パルスを複数回出力するものである。前記の正極性矩形波パルスを定電流源（Ｐｄ＋／ａ）により出力した場合、一定の電流値で矩形波パルスを負荷することができる。また、定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）により出力した場合、一定電圧の矩形波パルスを負荷することができる。
Waveform patterns that can be output by the power source for the electroporator of the present invention in the dual pulse electroporation in which the driving pulse (Pd) is loaded after the poration pulse (Pp) are shown in FIGS.
In FIG. 1, following a poration pulse (Pp) output by a constant voltage source (Pp / p) (hereinafter the same in FIGS. 2 to 7), a positive rectangular wave pulse is used as a driving pulse (Pd). Output multiple times. When the positive rectangular wave pulse is output from a constant current source (Pd + / a), the rectangular wave pulse can be loaded with a constant current value. Further, when output from a constant voltage source (Pd + / p), a rectangular wave pulse with a constant voltage can be loaded.
図２は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、複数の正極性パルスからなる指数関数的減衰波（各パルスそれ自体はスクエア（square））を複数回出力するものである。前記の正極性指数関数的減衰波を定電流源（Ｐｄ＋／ａ）により出力することにより、初期設定電流および減少率等により予め設定した所定の電流値で指数関数的減衰波を負荷することができる。
図３は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、複数の正極性パルスからなる指数関数的減衰波（各パルスそれ自体も指数関数的減衰（exponential））を複数回出力するものである。前記の正極性指数関数的減衰波を定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）により出力することにより、初期設定電圧および減少率等により予め設定した所定の電圧で指数関数的減衰波を負荷することができる。
In FIG. 2, following the same poration pulse (Pp), as a driving pulse (Pd), an exponential decay wave composed of a plurality of positive pulses (each pulse itself is a square) is output a plurality of times. Is. By outputting the positive exponential decay wave with the constant current source (Pd + / a), it is possible to load the exponential decay wave with a predetermined current value set in advance by the initial setting current, the decrease rate, or the like. it can.
FIG. 3 shows that a plurality of exponential decay waves (each pulse itself is also exponential decay (exponential)) consisting of a plurality of positive pulses as a driving pulse (Pd) following the same poration pulse (Pp). Output once. By outputting the positive exponential decay wave with the constant voltage source (Pd + / p), it is possible to load the exponential decay wave with a predetermined voltage set in advance by an initial setting voltage, a decrease rate, or the like. .
なお、図１〜図３は、正極性の矩形波パルス又は指数関数的減衰波を出力するものであるが、定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）又は定電流源（Ｐｄ＋／ａ）に代えて、定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）又は定電流源（Ｐｄ−／ａ）を用いることにより、負極性（すなわち、ポレーションパルス（Ｐｐ）と反対極性）の矩形波パルス又は指数関数的減衰波を出力することができる。 1 to 3 output a positive rectangular wave pulse or an exponential decay wave, but instead of a constant voltage source (Pd + / p) or a constant current source (Pd + / a), By using a constant voltage source (Pd− / p) or a constant current source (Pd− / a), a rectangular wave pulse or an exponential decay wave having a negative polarity (that is, a polarity opposite to that of the poration pulse (Pp)) can be obtained. Can be output.
図４は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の矩形波パルスを複数回出力した後、更に負極性の矩形波パルスを複数回出力するものである。正極性矩形波パルスを定電流源（Ｐｄ＋／ａ）により、続いて負極性矩形波パルスを定電流源（Ｐｄ−／ａ）により出力することにより、一定の電流値で矩形波パルスを負荷することができる。また、定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）、続いて定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）により出力した場合、一定電圧の矩形波パルスを負荷することができる。
図５は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の矩形波パルスと負極性の矩形波パルスを１回ずつ交互に出力するものである。正極性矩形波パルスを定電流源（Ｐｄ＋／ａ）により、負極性矩形波パルスを定電流源（Ｐｄ−／ａ）により出力することにより、一定の電流値で矩形波パルスを負荷することができる。また、定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）、定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）により出力した場合、一定電圧の矩形波パルスを負荷することができる。図５は、正極性パルスと負極性パルスを１回ずつ交互に出力するものであるが、複数回の正極性パルスと、それと同数の負極性パルスを交互に出力することもできる。
FIG. 4 shows a case in which a positive rectangular wave pulse is output a plurality of times as a driving pulse (Pd) following the same poration pulse (Pp), and then a negative rectangular wave pulse is output a plurality of times. . A rectangular wave pulse is loaded with a constant current value by outputting a positive rectangular wave pulse by a constant current source (Pd + / a) and then a negative rectangular wave pulse by a constant current source (Pd− / a). be able to. Further, when output is performed by a constant voltage source (Pd + / p) and then by a constant voltage source (Pd− / p), a rectangular wave pulse having a constant voltage can be loaded.
FIG. 5 shows that the positive-polarity rectangular wave pulse and the negative-polarity rectangular wave pulse are alternately output once each as the driving pulse (Pd) following the poration pulse (Pp). By outputting the positive rectangular wave pulse from the constant current source (Pd + / a) and the negative rectangular wave pulse from the constant current source (Pd− / a), the rectangular wave pulse can be loaded with a constant current value. it can. In addition, when output from a constant voltage source (Pd + / p) or a constant voltage source (Pd− / p), a rectangular wave pulse having a constant voltage can be loaded. In FIG. 5, the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately output once, but a plurality of positive polarity pulses and the same number of negative polarity pulses can be alternately output.
図６は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体はスクエア（square））を複数回出力した後、更に負極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体はスクエア（square））を複数回出力するものである。正極性指数関数的減衰波を定電流源（Ｐｄ＋／ａ）により、続いて負極性指数関数的減衰波を定電流源（Ｐｄ−／ａ）により出力することにより、初期設定電流および減少率等により予め設定した所定の電流値で指数関数的減衰波を負荷することができる。
図７は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体はスクエア（square））と負極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体はスクエア（square））を１回ずつ交互に出力するものである。正極性指数関数的減衰波を定電流源（Ｐｄ＋／ａ）により、負極性指数関数的減衰波を定電流源（Ｐｄ−／ａ）により出力することにより、初期設定電流および減少率等により予め設定した所定の電流値で指数関数的減衰波を負荷することができる。図７は、正極性パルスと負極性パルスを１回ずつ交互に出力するものであるが、複数回の正極性パルスと、それと同数の負極性パルスを交互に出力することもできる。
FIG. 6 shows that after the same poration pulse (Pp), a positive exponential decay wave (each pulse itself is square) is output as a driving pulse (Pd) a plurality of times, and then further the negative electrode An exponential decay wave of sex (each pulse itself is a square) is output multiple times. By outputting a positive exponential decay wave by a constant current source (Pd + / a) and then a negative exponential decay wave by a constant current source (Pd− / a), an initial setting current, a decrease rate, etc. Thus, an exponential decay wave can be loaded with a predetermined current value set in advance.
FIG. 7 shows that the positive pulse exponential decay wave (each pulse itself is square) and the negative exponential decay wave as the driving pulse (Pd) following the poration pulse (Pp). (Each pulse itself is a square) and is alternately output once. By outputting the positive exponential decay wave from the constant current source (Pd + / a) and the negative exponential decay wave from the constant current source (Pd− / a), the initial set current, the decrease rate, etc. An exponential decay wave can be loaded with a predetermined current value set. In FIG. 7, the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately output once, but a plurality of positive polarity pulses and the same number of negative polarity pulses can be alternately output.
図８は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体も指数関数的減衰（exponential））を複数回出力した後、更に負極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体も指数関数的減衰（exponential））を複数回出力するものである。正極性指数関数的減衰波を定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）により、続いて負極性指数関数的減衰波を定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）により出力することにより、初期設定電圧および減少率等により予め設定した所定の電圧で指数関数的減衰波を負荷することができる。
図９は、同ポレーションパルス（Ｐｐ）に続いて、ドライビングパルス（Ｐｄ）として、正極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体も指数関数的減衰（exponential））と負極性の指数関数的減衰波（各パルスそれ自体も指数関数的減衰（exponential））を１回ずつ交互に出力するものである。正極性指数関数的減衰波を定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）により、負極性指数関数的減衰波を定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）により出力することにより、初期設定電圧および減少率等により予め設定した所定の電圧で指数関数的減衰波を負荷することができる。図９は、正極性パルスと負極性パルスを１回ずつ交互に出力するものであるが、複数回の正極性パルスと、それと同数の負極性パルスを交互に出力することもできる。
FIG. 8 shows a state in which a positive exponential decay wave (each pulse itself is exponential decay (exponential)) is output a plurality of times as the driving pulse (Pd) following the poration pulse (Pp). Further, a negative exponential decay wave (each pulse itself is exponential decay (exponential)) is output a plurality of times. By outputting a positive exponential decay wave by a constant voltage source (Pd + / p) and then a negative polarity exponential decay wave by a constant voltage source (Pd− / p), an initial setting voltage, a decrease rate, etc. Thus, an exponential decay wave can be loaded with a predetermined voltage set in advance.
FIG. 9 shows that the positive pulse exponential decay wave (each pulse itself is exponential decay (exponential)) and the negative polarity exponential function as the driving pulse (Pd) following the poration pulse (Pp). Damped waves (each pulse itself is also exponentially attenuated) alternately. By outputting the positive exponential decay wave by the constant voltage source (Pd + / p) and the negative exponential decay wave by the constant voltage source (Pd− / p), the initial set voltage, the decrease rate, etc. An exponential decay wave can be loaded with a predetermined voltage set. In FIG. 9, the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately output once, but a plurality of positive polarity pulses and the same number of negative polarity pulses can be alternately output.
本発明のエレクロトポレーター用電源の仕様は、適宜決定することができるが、以下にその一例を記載する。なお、正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）出力用直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）については、極性が反対であること以外は同一仕様であるので、後者の記載は省略する。 The specification of the power source for the electroporator of the present invention can be determined as appropriate, and an example thereof will be described below. The positive polarity driving pulse (Pd +) output DC power supply unit (Pd + / P) and the negative polarity driving pulse (Pd−) output DC power supply unit (Pd− / P) except that the polarities are opposite. Since the specifications are the same, the latter description is omitted.
ポレーションパルス（Ｐｐ）出力用直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）〔定電圧源（Ｐｐ／ｐ）〕
・出力電圧：０〜４００Ｖ、設定単位：１Ｖ刻み
・キャパシタ：１４１０μＦ
・取扱出力電流：０．０１〜１０Ａ
・パルス数：１
・パルス幅：１０マイクロ秒〜９９．９ミリ秒
・ポレーションパルスとドライビングパルスとの間隔：５０マイクロ秒〜９９．９ミリ秒
DC power supply (Pp / P) for constant pulse (Pp) output [constant voltage source (Pp / p)]
・ Output voltage: 0 to 400V, Setting unit: 1V step ・ Capacitor: 1410μF
・ Handling output current: 0.01-10A
・ Number of pulses: 1
・ Pulse width: 10 microseconds to 99.9 milliseconds ・ Interval between poration pulse and driving pulse: 50 microseconds to 99.9 milliseconds
正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）における定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）
・出力電圧：０〜３００Ｖ、設定単位：１Ｖ
・キャパシタ：２２μＦ、５５μＦ、１３９μＦ、３４９μＦ、８７６μＦ、２２００μＦ
・取扱出力電流：０〜１０Ａ
・パルス数：１〜１０００
・パルス幅：５０マイクロ秒〜１０００ミリ秒
・パルス間隔：５０マイクロ秒〜１０００ミリ秒
Constant voltage source (Pd + / p) in DC power source (Pd + / P) for positive driving pulse (Pd +) output
・ Output voltage: 0-300V, Setting unit: 1V
・ Capacitors: 22μF, 55μF, 139μF, 349μF, 876μF, 2200μF
・ Handling output current: 0-10A
・ Number of pulses: 1-1000
・ Pulse width: 50 microseconds to 1000 milliseconds ・ Pulse interval: 50 microseconds to 1000 milliseconds
正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）出力用直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）における定電流源（Ｐｄ＋／ａ）
・出力電圧：１〜２００Ｖ、設定単位：１Ｖ
・出力電流：１〜１０００ｍＡ、設定単位：１ｍＡ
・パルス数：１〜１０００
・パルス幅：５０マイクロ秒〜１０００ミリ秒
・パルス間隔：５０マイクロ秒〜１０００ミリ秒
Constant current source (Pd + / a) in DC power supply (Pd + / P) for positive polarity driving pulse (Pd +) output
Output voltage: 1 to 200V, setting unit: 1V
Output current: 1-1000 mA, setting unit: 1 mA
・ Number of pulses: 1-1000
・ Pulse width: 50 microseconds to 1000 milliseconds ・ Pulse interval: 50 microseconds to 1000 milliseconds
本発明のエレクロトポレーター用電源は、所望により、本来目的とするパルス出力（例えば、ポレーションパルス（Ｐｐ）及びドライビングパルス（Ｐｄ）の出力）の前に、交流電源から細胞にダメージを与えない程度の微弱な定電流を流すことによりエレクトロポレーション電極間の抵抗を測定する手段を備えることができる。本発明のエレクロトポレーター用電源においては、このような抵抗測定手段と、これまで説明した各直流電源部とを連続する一連の操作として実施する構造とすることもできる。 The electroporator power supply of the present invention damages cells from an AC power supply before desired pulse output (for example, output of a poration pulse (Pp) and a driving pulse (Pd)), if desired. Means for measuring the resistance between the electroporation electrodes can be provided by passing a weak constant current of a certain level. In the electric power supply for the electroporator of the present invention, such a resistance measuring means and each DC power supply unit described so far can be structured as a series of continuous operations.
また、本発明のエレクロトポレーター用電源は、安全のために、突発的な過出力を防止する手段を備えることができる。このような防止手段は、ハードウェア的に出力停止するものであっても、ソフトウェア的に出力制限するものであってもよい。ソフトウェア的な過出力防止手段としては、例えば、予め負荷の抵抗を測定し、設定した出力電流に対しては出力制限電圧を設定することにより、あるいは、設定した出力電圧に対しては出力制限電流を設定することにより、突発的な過出力を防止することができる。 Moreover, the electric power supply for electroporator of this invention can be equipped with the means to prevent sudden overpower for safety. Such prevention means may be one that stops output in hardware or may limit output in software. Software over-output prevention means, for example, by measuring the resistance of the load in advance and setting the output limit voltage for the set output current, or the output limit current for the set output voltage By setting, sudden overpower can be prevented.
また、本発明のエレクロトポレーター用電源では、定電流源（例えば、Ｐｄ＋／ａ、Ｐｄ−／ａ）において指数関数的減衰波を出力する場合には、所望により、その減衰率にあわせて、電源（例えば、Ｐｄ＋電源、Ｐｄ−電源）の電源電圧を事前低下させることができる。これにより、アンプのエネルギー損失（発熱）を軽減することができる。 In addition, in the power source for an electroporator of the present invention, when an exponential decay wave is output from a constant current source (for example, Pd + / a, Pd− / a), it can be adjusted to the decay rate as desired. The power supply voltage of the power supply (for example, Pd + power supply, Pd− power supply) can be lowered in advance. Thereby, the energy loss (heat generation) of the amplifier can be reduced.
また、本発明のエレクロトポレーター用電源では、所望により、設定電圧に対して電源電圧をやや高め（１０〜２０％程度）に設定することにより、大出力が必要となる場合であっても、設定電圧への到達時間を短縮することができる。 Further, in the electric power supply for the electroporator of the present invention, even if a large output is required by setting the power supply voltage slightly higher (about 10 to 20%) than the set voltage as desired. The time to reach the set voltage can be shortened.
本発明のエレクロトポレーター用電源は、適当なエレクトロポレーション用電極と組み合わせて使用することにより、各種エレクトロポレーションを実施することができる。
本発明のエレクロトポレーター用電源を用いて実施することのできるエレクトロポレーションとしては、例えば、イン・ビボ（in vivo）エレクトロポレーション（例えば、in uteroエレクトロポレーション、ex uteroエレクトロポレーション、in ovoエレクトロポレーション）、ex ovoエレクトロポレーション、ex vivoエレクトロポレーション、イン・ビトロ（in vitro）エレクトロポレーション（例えば、懸濁した状態でのエレクトロポレーション、培養容器に付着した状態でのエレクトロポレーション）を挙げることができる。
The electroporator power supply of the present invention can be used for various electroporations by using it in combination with an appropriate electroporation electrode.
Examples of the electroporation that can be performed using the power source for the electroporator of the present invention include, for example, in vivo electroporation (for example, in utero electroporation, ex utero electroporation, in ovo electroporation), ex ovo electroporation, ex vivo electroporation, in vitro electroporation (eg, electroporation in suspension, attached to a culture vessel) Electroporation).
本発明のエレクロトポレーター用電源は、エレクトロポレーション用電極と組み合わせて使用することにより、電気刺激により細胞膜に微細孔を開け、ＤＮＡ等の高分子を細胞内へ導入するエレクトロポレーションに利用することができる。 The electroporator power source of the present invention is used in combination with an electroporation electrode for electroporation by opening a micropore in a cell membrane by electrical stimulation and introducing a polymer such as DNA into the cell. can do.
Claims (10)
前記直流電源部の少なくとも１つが、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源を含む、エレクロトポレーター用電源。 It has two or more independent DC power supplies that can be used in conjunction with each other.
An electric power supply for an electroporator, wherein at least one of the DC power supply units includes a constant current source capable of outputting one or a plurality of unipolar pulses at a predetermined current value.
（Ａ）ポレーションパルス（Ｐｐ）を出力するための直流電源部（Ｐｐ／Ｐ）と、
（Ｂ）ドライビングパルス（Ｐｄ）を出力するための直流電源部（Ｐｄ／Ｐ）と
を含む、請求項１に記載のエレクロトポレーター用電源。 As the DC power supply unit,
(A) a DC power supply unit (Pp / P) for outputting a poration pulse (Pp);
(B) The power supply for electroporators of Claim 1 containing the direct-current power supply part (Pd / P) for outputting a driving pulse (Pd).
（Ｂ２）ドライビングパルス（Ｐｄ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ／ａ）
を含む、請求項２に記載のエレクロトポレーター用電源。 The DC power supply (Pd / P)
(B2) Constant current source (Pd / a) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined current value as a driving pulse (Pd)
The power supply for electroporators of Claim 2 containing this.
（Ｂ１）ドライビングパルス（Ｐｄ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ／ｐ）
を含む、請求項３に記載のエレクロトポレーター用電源。 The DC power supply (Pd / P) is further
(B1) Constant voltage source (Pd / p) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined voltage value as a driving pulse (Pd)
The power supply for an electroporator according to claim 3, comprising:
（Ｂ＋）正極性のドライビングパルス（Ｐｄ＋）を出力するための直流電源部（Ｐｄ＋／Ｐ）と、
（Ｂ−）負極性のドライビングパルス（Ｐｄ−）を出力するための直流電源部（Ｐｄ−／Ｐ）と
を含む、請求項２に記載のエレクロトポレーター用電源。 As the DC power supply (Pd / P),
(B + ) DC power supply unit (Pd + / P) for outputting a positive driving pulse (Pd +);
The power supply for an electroporator according to claim 2, further comprising (B − ) a DC power supply unit (Pd− / P) for outputting a negative driving pulse (Pd−).
（Ｂ２＋）正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ＋／ａ）と
（Ｂ２−）負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）として、負極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｄ−／ａ）と
を含む、請求項３に記載のエレクロトポレーター用電源。 As the constant current source (Pd / a),
A constant current source (Pd + / a) capable of outputting one or a plurality of positive polarity pulses at a predetermined current value as (B2 + ) positive polarity driving pulse (Pd +), and (B2 − ) negative polarity driving pulse ( The power supply for an electroporator according to claim 3, further comprising a constant current source (Pd- / a) capable of outputting one or more negative-polarity pulses at a predetermined current value as Pd-).
（Ｂ１＋）正極性ドライビングパルス（Ｐｄ＋）として、正極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ＋／ｐ）と
（Ｂ１−）負極性ドライビングパルス（Ｐｄ−）として、負極性の１又は複数のパルスからなる指数関数的減衰波を所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｄ−／ｐ）と
を含む、請求項４に記載のエレクロトポレーター用電源。 As the constant voltage source (Pd / p),
A constant voltage source (Pd + / p) capable of outputting one or more positive polarity pulses at a predetermined voltage value as (B1 + ) positive polarity driving pulse (Pd +) and (B1 − ) negative polarity driving pulse ( The constant voltage source (Pd− / p) capable of outputting an exponential decay wave composed of one or a plurality of negative-polarity pulses at a predetermined voltage value as Pd−). Electric power supply for electroporator.
（Ａ１）ポレーションパルス（Ｐｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電圧値で出力することのできる定電圧源（Ｐｐ／ｐ）、及び
（Ａ２）ポレーションパルス（Ｐｐ）として、単極性の１又は複数のパルスを所定の電流値で出力することのできる定電流源（Ｐｐ／ａ）
からなる群から選んだ少なくとも１つを含む、請求項２〜７のいずれか一項に記載のエレクロトポレーター用電源。 The DC power supply (Pp / P)
(A1) As a poration pulse (Pp), a constant voltage source (Pp / p) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined voltage value, and (A2) As a poration pulse (Pp) Constant current source (Pp / a) capable of outputting one or more unipolar pulses at a predetermined current value
The power supply for an electroporator according to any one of claims 2 to 7, comprising at least one selected from the group consisting of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012069077A JP2013198637A (en) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | Power source for electroporator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012069077A JP2013198637A (en) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | Power source for electroporator |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017095686A Division JP6518971B2 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Electroporator power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013198637A true JP2013198637A (en) | 2013-10-03 |
Family
ID=49519342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012069077A Pending JP2013198637A (en) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | Power source for electroporator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013198637A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5822247B1 (en) * | 2014-07-28 | 2015-11-24 | ネッパジーン株式会社 | ELECTRIC PULSE GENERATOR FOR ELECTROPOLATOR AND ELECTROPOLATOR DEVICE PROVIDED WITH THE ELECTRIC PULSE GENERATOR |
| WO2016017045A1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | ネッパジーン株式会社 | Electric pulse generator for electroporator, and electroporator system provided with electric pulse generator |
| JP2016106526A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-20 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Method for introducing material and device therefor |
| CN107302321A (en) * | 2017-07-10 | 2017-10-27 | 电子科技大学 | A kind of pulse current source based on combined method |
| WO2020183984A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社ベックス | Method for introducing substance into protoplast or alga by electroporation and power supply device for electroporator |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141584A (en) * | 1987-11-27 | 1989-06-02 | Shimadzu Corp | Gene-introducing device |
| JPH04330288A (en) * | 1991-04-11 | 1992-11-18 | Lion Corp | Method for breeding microorganism |
| JPH08154513A (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Hokko Chem Ind Co Ltd | Herbicide-resistant bentgrass and its production |
| JPH11103858A (en) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Tr Tec Kk | Dna transfer by electroporation |
| US20040029240A1 (en) * | 2002-05-13 | 2004-02-12 | Acker Jesse L. | Dynamic electroporation apparatus and method |
| US20060142688A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-06-29 | Nanyang Polytechnic | Programmable apparatus and method for optimizing and real time monitoring of gene transfection based on user configured arbitrary waveform pulsing train |
| JP3963955B2 (en) * | 1996-09-09 | 2007-08-22 | ジェネトロニクス インコーポレイテッド | Electroporation with user-set pulses |
| JP4740503B2 (en) * | 2000-01-27 | 2011-08-03 | 株式会社モレニアムラボラトリーズ | Molecule introduction apparatus and molecule introduction method |
-
2012
- 2012-03-26 JP JP2012069077A patent/JP2013198637A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141584A (en) * | 1987-11-27 | 1989-06-02 | Shimadzu Corp | Gene-introducing device |
| JPH04330288A (en) * | 1991-04-11 | 1992-11-18 | Lion Corp | Method for breeding microorganism |
| JPH08154513A (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Hokko Chem Ind Co Ltd | Herbicide-resistant bentgrass and its production |
| JP3963955B2 (en) * | 1996-09-09 | 2007-08-22 | ジェネトロニクス インコーポレイテッド | Electroporation with user-set pulses |
| JPH11103858A (en) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Tr Tec Kk | Dna transfer by electroporation |
| JP4740503B2 (en) * | 2000-01-27 | 2011-08-03 | 株式会社モレニアムラボラトリーズ | Molecule introduction apparatus and molecule introduction method |
| US20040029240A1 (en) * | 2002-05-13 | 2004-02-12 | Acker Jesse L. | Dynamic electroporation apparatus and method |
| US20060142688A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-06-29 | Nanyang Polytechnic | Programmable apparatus and method for optimizing and real time monitoring of gene transfection based on user configured arbitrary waveform pulsing train |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 久保貴博外４名: ""パルスパワーを用いたメダカ受精卵への物質導入実験におけるパラメータの検討"", 電気学会研究会資料, JPN6016030831, 8 March 2012 (2012-03-08), JP, pages 5 - 8, ISSN: 0003385019 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5822247B1 (en) * | 2014-07-28 | 2015-11-24 | ネッパジーン株式会社 | ELECTRIC PULSE GENERATOR FOR ELECTROPOLATOR AND ELECTROPOLATOR DEVICE PROVIDED WITH THE ELECTRIC PULSE GENERATOR |
| WO2016017045A1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | ネッパジーン株式会社 | Electric pulse generator for electroporator, and electroporator system provided with electric pulse generator |
| US10004899B2 (en) | 2014-07-28 | 2018-06-26 | Nepa Gene Co., Ltd. | Electric pulse generator for electroporator and electroporator apparatus provided with electric pulse generator |
| JP2016106526A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-20 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Method for introducing material and device therefor |
| CN107302321A (en) * | 2017-07-10 | 2017-10-27 | 电子科技大学 | A kind of pulse current source based on combined method |
| WO2020183984A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社ベックス | Method for introducing substance into protoplast or alga by electroporation and power supply device for electroporator |
| JP7377561B2 (en) | 2019-03-14 | 2023-11-10 | 株式会社ベックス | Method for introducing substances into protoplasts or algae by electroporation, and power supply device for electroporator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2013198637A (en) | Power source for electroporator | |
| US9238808B2 (en) | Modular adjustable pulse generator | |
| JP6518971B2 (en) | Electroporator power supply | |
| US20110065161A1 (en) | Bipolar solid state marx generator | |
| Pakhomov et al. | The second phase of bipolar, nanosecond-range electric pulses determines the electroporation efficiency | |
| Valdez et al. | The interphase interval within a bipolar nanosecond electric pulse modulates bipolar cancellation | |
| RU2709822C2 (en) | Electrical pulses generation system using capacitive coupling | |
| CN104434302B (en) | A kind of radio frequency output device | |
| US10004899B2 (en) | Electric pulse generator for electroporator and electroporator apparatus provided with electric pulse generator | |
| KR102030528B1 (en) | Apparatus for Managing Skin and Driving Method of Apparatus for Managing Skin | |
| US20140363412A1 (en) | Platelet activation using long electric field pulses | |
| BR112012028312B8 (en) | BI-POLAR OVERVOLTAGE BATTERY PUSH AND METHOD FOR THE TREATMENT OF A PLURALITY OF BATTERIES IN A BATTERY SET | |
| ES2626237A1 (en) | Electronic system of variable modular power for the generation of electric pulses and associated uses (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) | |
| Gowrishankar et al. | Nanopore occlusion: A biophysical mechanism for bipolar cancellation in cell membranes | |
| Yao et al. | Nanosecond pulses targeting intracellular ablation increase destruction of tumor cells with irregular morphology | |
| US20210353938A1 (en) | Systems and methods for detecting fault conditions in electroporation therapy | |
| Rodamporn | Optimal parameters of electroporation for gene and tissue | |
| Dermol et al. | Cell sensitization is induced by a wide range of permeabilizing electric fields | |
| JP2017085974A (en) | Circuit for electroporation | |
| JP5822247B1 (en) | ELECTRIC PULSE GENERATOR FOR ELECTROPOLATOR AND ELECTROPOLATOR DEVICE PROVIDED WITH THE ELECTRIC PULSE GENERATOR | |
| Zaltum et al. | Investigation a critical selection of pulse duration effect on growth rate of HeLa cells | |
| Kolb et al. | Nanosecond pulse generator with variable pulse duration for the study of pulse induced biological effects | |
| CN211791318U (en) | Charging and discharging circuit for electrotransformation instrument | |
| CN116614020A (en) | Portable electric conversion equipment and method based on flyback circuit | |
| CN217612505U (en) | Programmable low-frequency functional electrical stimulation signal generating circuit with electric signal monitoring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151208 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20160208 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160307 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160830 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20161031 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161219 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170214 |