JP2949845B2 - 細胞電気活動計測用電極 - Google Patents
細胞電気活動計測用電極Info
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Description
気的活動を計測する神経電気生理の分野で用いる、多電
極を有する細胞電気活動計測用電極に関する。
電極等からなる記録電極と、金属電極等からなる刺激電
極とを各々細胞内または細胞間に挿入し、刺激電極より
刺激電流(または電圧)を加えた際の、神経細胞の電気
的活動を記録電極により計測するのが普通であった。
つけ、単一細胞の電気的活動を詳細に観測するいわゆる
パッチクランプ法等多数の変法がある。
空間的な制約と操作精度上の制約で、1つのサンプル中
に一度に2本以上の記録電極を挿入し、神経細胞の電気
的活動を記録する多点同時計測は非常に困難であるとい
う課題があった。
多細胞間の観測ができ難いという課題があった。
る信号伝達観察を可能ならしめる細胞電気活動計測用電
極を提供することを目的とする。
等しい複数個の電極を備え、前記電極からリード線を放
射状に配設した配線部と、前記配線部上の前記電極上に
孔を有した絶縁層とを設けた細胞電気活動計測用電極に
よって、上記課題を解決したものである。
信号を与え、同時に細胞間の信号の伝達を計測する際
に、最近接の電極間距離を調整し、しかもこの電極間を
等間隔で並ばせることにより、一細胞体が電極上に配置
し、この細胞体から伸びた細胞突起を介した細胞体が、
隣合う電極上に位置する確立が高くなる。したがって、
隣合う細胞体間の信号の伝達を検知できる。
ことにより、リード線間の容量成分が少なくなり、ノイ
ズが減少し測定制度が向上する。
鏡観察する必要があるため透明な基板が好ましく、石英
ガラス、鉛ガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、若しく
は石英等の無期物質、または、有機ガラス等の有機物質
が挙げられるが、機械的強度と透明性とを加味すると無
期物質が好ましい。
ジウム錫(ITO)、酸化錫、Cr、Au、Cu、Ni、Al等が使
用可能である。ただし、ITO若しくは酸化錫を用いる
と、電極はわずかに黄色を帯びた透明なものとなり、神
経細胞の顕微鏡下での視認性が良く、実験操作上有利で
あるが、とりわけITOが良導電性であるため望ましい。
材料と同様の理由でITOが好ましい。
ポリイミド(PI)樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹
脂、ポリエステル樹脂、或はポリアミド樹脂等透明な樹
脂が挙げられる。
して絶縁層が構成される。なお、絶縁層材料が光照射重
合性であると、パターン形成が可能となるため好まし
い。
細胞である場合には、良好な生育を示すため望ましい。
さらにPIの中でも、ネガティブフォトセンシティブポリ
イミド(NPI)が、半導体のパターン形成と同様に、配
線部に塗布した後フォトエッチングプロセスを用いて孔
を形成できるため好ましい。
ればよく、特に限定するものではないが、通常0.1〜10
μmが好ましく、1〜5μm程度がさらに好ましい。
して細胞の電気活動を計測記録する。培養条件若しくは
細胞の種類によって、細胞体の大きさ若しくは細胞突起
の長さが異なるが、一体複合電極の最近接の電極間距離
は、10〜1000μmが好ましい。電極間距離が10μm未満
であると、互いに近接し過ぎるため細胞体が細胞突起を
介して相隣合う確率が減り、またリード線の配線も困難
になる。また、1000μmを越えると、リード線の配線は
しやすいが、細胞突起が1000μm程度も伸びることは稀
なため、細胞体が電極上に位置する確率が減る。一般の
条件で培養した細胞突起の長さは、平均100μm程度で
あるため、電極間距離も100μm程度が望ましい。
のため、正方形か円形が好ましく、細胞体の形状は一般
には球状体なので円形形状の電極が好ましい。また、電
極の大きさは、培養する細胞体の大きさ程度が好まし
く、正方形状の電極の場合一辺が15〜20μm、円形状の
電極の場合直径が15〜20μmが好ましい。
の孔は、細胞電気活動計測用電極上で培養した細胞体に
電気信号を与えて刺激させると同時に、隣合う細胞体か
ら刺激信号を検知するため、電極を露出させる目的で形
成し、電極中心部に位置する。この孔の大きさは、電極
以下の大きさを有すればよく、5〜20μm程度が好まし
い。
が、同心円状若しくは6×6の格子状の各交点に位置す
る構成であると、リード線を放射状に配線でき、特に6
×6の格子状の場合はリード線の配線の構成を簡単にす
ることができるため好ましい。
極をさらに詳細に説明する。
述べる。
明な絶縁素材として、厚さ1mmの硬質ガラス(IWAKI COD
E 7740 GLASS(岩城硝子(株)製)以下同じ)を用い
た。
ジ実装用ソケット(75 SERIES(山一電機工業(株)
製))に適合するものとした。
E 7740 GLASS上に約1000Å厚にコートし、その後洗浄し
た。
電極の中心が位置し、各電極の最近接の電極の中心間距
離が等しく、しかもリード線が放射状に伸びた形状の電
極1およびリード線2のパターンになるように、フォト
レジストを用いて露光し、純水50、塩酸50、硝酸1の体
積比で混合した溶液中でITOをエッチングした後、フォ
トレジストを除去した。電極1の直径は15μm、リード
線2の幅は10μm、電極中心間距離は100μmの配線部
を形成した。
ポリイミド(以下NPIと略す)を、乾燥後の厚みが1μ
mとなるようにスピンコートし、第2図に示すように配
線部の各電極の中心に直径10μmの孔3ができるよう
に、絶縁層パターンを露光形成させた。
トとの接点は、金およびニッケルでコートし、耐久性を
向上させた。さらに、電極1の部分を1%の塩化白金
(IV)酸六水和物と0.01%酢酸鉛の混合水溶液に電極を
浸漬し、50mA/cm2の電流を30s間通電し電極表面に白金
黒を析出させる所謂プラチナイズすることで、インピー
ダンスを低下させた後、以下の実験に供した。
O、絶縁層にNPIを用いたが、用いる材料はこれらに限定
されないことは既に述べた。
めのプロセスは本実施例の方法に限定されない。
について述べる。
極上で、神経細胞としてラット大脳視覚皮質細胞を培養
した。
氷冷したハンクス液に浸たす。
イーグルの最小必須培地(以下MEMと略す)液中に移
す。
でも0.2mm角となるように、切断する。
ウムおよびマグネシウムを含まないハンクス液(CMFハ
ンクス液)で3回洗浄した後、適量の同液中に分散す
る。
クス溶液(0.25重量パーセント)を加え、全量を倍にす
る。緩やかに撹はんしながら、37℃で15分から20分間恒
温状態に保ち酵素反応をおこなわせた(即ちインキュベ
ート)。
ーグル培地とF−12培地とを1対1の体積比で混合した
DMEM/F12混合培地を上記(ホ)を経た遠沈管中に加え、
全量をさらに倍にする。先端をバーナーであぶり口径を
小さくしたパスツールピペットで、緩やかにピペッティ
ングを繰り返し(最大20回程度)、細胞をほぐす。
行う。遠心分離終了後、上清を捨て、沈殿をFCS5%を含
むDMEM/F12混合培地に混濁する。
分離する。
回)繰り返す。
EM/F12混合培地に混濁し、混濁液中の細胞濃度を赤血球
勘定板を用いて計測する。同様の培地を用いて細胞濃度
を2〜4×106個/mlになるように調整する。
のプラスティック製円筒を、複合電極の中心と円筒の中
心を合わせて接着することにより構成した細胞培養用ウ
ェル中に、あらかじめ5%FCSを含むDMEM/F12混合培地5
00μlを加え、CO2インキュベータ内(O2濃度95%、CO2
濃度5%、湿度97%、温度37℃)で暖めておく。
液100μlを静かに加え、再びCO2インキュベータ内に静
置する。
しいものと交換する。交換培地はFCSを含まないDMEM/F1
2混合培地を用いる。
う。
でラット大脳視覚皮質の神経細胞を培養することができ
た。
でも良好に生育した。
記録電極として用いれば、神経細胞電気活動の同時多点
計側が可能であった。
法があり、本実施例に限定されるものではない。
しい複数個の電極を備え、前記電極からリード線を放射
状に配設した配線部と、前記配線部上の前記電極上に孔
を有した絶縁層とを設けた細胞電気活動計測用電極を用
い、この上での神経細胞の培養が可能であった。
困難であった神経細胞電気活動の同時多点計測及び多細
胞に渡る信号伝達観察が実現できる効果がある。
配線部のパターン上面図、第2図は本発明の細胞電気活
動計測用電極の一実施例の絶縁層のパターン上面図であ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】絶縁基板上に複数個の電極と、前記電極か
ら放射状に配設されたリード線を有する配線部と、前記
電極上に孔を有した絶縁層とを設け、前記絶縁層の上に
置かれた測定資料の特性を前記電極を介して測定するこ
とを特徴とする細胞電気活動計測用電極。 - 【請求項2】最近接の電極間距離が、10〜1000μmであ
る請求項1記載の細胞電気活動計測用電極。 - 【請求項3】電極の大きさが、正方形若しくは円形であ
って、一辺の長さ若しくは直径が15〜20μmである請求
項1記載の細胞電気活動計測用電極。 - 【請求項4】孔の大きさが、電極の大きさ以下である請
求項1若しくは3何れかに記載の細胞電気活動計測用電
極。 - 【請求項5】複数個の電極中心部が、6×6の格子状各
交点に位置する請求項1記載の細胞電気活動計測用電
極。
Priority Applications (1)
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JP33797390A JP2949845B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 細胞電気活動計測用電極 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33797390A JP2949845B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 細胞電気活動計測用電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04204244A JPH04204244A (ja) | 1992-07-24 |
JP2949845B2 true JP2949845B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=18313740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33797390A Expired - Lifetime JP2949845B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 細胞電気活動計測用電極 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69333945T2 (de) * | 1992-09-04 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Flache Elektrode |
US5810725A (en) * | 1993-04-16 | 1998-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Planar electrode |
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US5563067A (en) * | 1994-06-13 | 1996-10-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cell potential measurement apparatus having a plurality of microelectrodes |
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-
1990
- 1990-11-30 JP JP33797390A patent/JP2949845B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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