JP4692959B2 - Observation substrate and droplet supply device - Google Patents

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JP4692959B2 JP2005031458A JP2005031458A JP4692959B2 JP 4692959 B2 JP4692959 B2 JP 4692959B2 JP 2005031458 A JP2005031458 A JP 2005031458A JP 2005031458 A JP2005031458 A JP 2005031458A JP 4692959 B2 JP4692959 B2 JP 4692959B2
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Description

本発明は、ライフサイエンス分野、再生医療分野やバイオ関連分野等に関連する分野において、細胞を液中観察する際に使用する観察用基板及び該観察用基板を有する液滴供給装置に関するものである。   The present invention relates to an observation substrate used when observing cells in a liquid in fields related to the life science field, regenerative medicine field, bio-related field, and the like, and a droplet supply device having the observation substrate. .

近年、バイオ関連研究において、培養液等の溶液中にある細胞を液中観察して、細胞と溶液との界面に存在するタンパク質を経過観察することが行われており、特に、溶液を瞬時に交換したり、溶液を混ぜ合わせる等して液中の環境を瞬間的に変化させたときの、タンパク質の変化を観察することが重要な研究課題の1つとされている。
この溶液の環境を変化させる方法としては、様々な方法が知られているが、一般的な方法の1つとして、溶液内に化学物質等を混入することで、液中の環境を変化させる方法が知られている。具体的には、溶液が満たされた容器内に細胞が保持されており、該容器に溶液供給管を介して溶液供給ポンプが接続されている。そして、溶液供給管の途中から、例えば、シリンジ等により化学物質等を混入させることで液中の環境を変化させている。
In recent years, in bio-related research, cells in a solution such as a culture solution are observed in the solution to observe the protein present at the interface between the cells and the solution. One of the important research subjects is to observe changes in proteins when the environment in the liquid is changed instantaneously by exchanging or mixing solutions.
Various methods are known as a method for changing the environment of the solution. As one of the general methods, a method of changing the environment in the liquid by mixing a chemical substance or the like into the solution. It has been known. Specifically, cells are held in a container filled with a solution, and a solution supply pump is connected to the container via a solution supply pipe. And the environment in a liquid is changed by mixing a chemical substance etc. with the syringe etc. from the middle of the solution supply pipe | tube.

また、別の方法の1つとして、溶液内に保持されている細胞の近傍にシリンジ等を位置させ、該シリンジによって他の溶液を注入することで、細胞周囲の環境を変化させる方法も知られている。
また、基板上に保持された細胞に、シリンジを利用して液滴状の溶液を滴下することで、細胞を液中観察する方法も知られており、この場合には、シリンジから適時溶液を滴下することで環境を変化させている。
そして、上述した方法等により、細胞周囲の環境変化を行い、この際のタンパク質の変化を、例えば、光学顕微鏡や、微小な探針で走査して画像や情報等を取得する走査型プローブ顕微鏡(SPM)等で観察を行う。
As another method, a method is also known in which a syringe or the like is positioned in the vicinity of a cell held in a solution, and the environment around the cell is changed by injecting another solution with the syringe. ing.
In addition, there is also known a method of observing cells in liquid by dropping a droplet-like solution onto cells held on a substrate using a syringe. The environment is changed by dripping.
Then, the environment surrounding the cell is changed by the above-described method, and the change of the protein at this time is scanned with, for example, an optical microscope or a microprobe to obtain an image, information, etc. ( (SPM) and so on.

ここで、現在、液滴状の溶液をパターニングされた電極上に沿って移動させる液体の誘電泳動という技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、所定間隔(ギャップ)を空けた状態で平行配置された一対の電極パターンに、所定の高周波電圧を印加すると、誘電泳動現象によって、電極パターン上に配された液滴状の溶液がギャップを流路とした状態で電極パターンに沿って移動するものである。
今後、この技術を利用して液滴状の溶液を被供給対象物に供給したり、液滴状の溶液同士を容易に混ぜ合わせたりする等して、各種分野の装置に応用することが考えられている。例えば、上述した細胞周囲の溶液を瞬時に変化させることへの応用が考えられている。
特表2002−503047号公報
Here, at present, a technique called liquid dielectrophoresis in which a droplet-like solution is moved along a patterned electrode is known (see, for example, Patent Document 1). This is because when a predetermined high-frequency voltage is applied to a pair of electrode patterns arranged in parallel with a predetermined gap (gap) between them, a droplet-like solution disposed on the electrode pattern is caused to gap by a dielectrophoresis phenomenon. It moves along the electrode pattern in a state where is used as a flow path.
In the future, this technology will be used to supply droplet-like solutions to objects to be supplied, or to easily mix droplet-like solutions together, and apply them to devices in various fields. It has been. For example, application to changing the solution around the cells described above instantaneously is considered.
Japanese translation of PCT publication No. 2002-503047

ところで、上記従来の方法では以下の課題が残されていた。
即ち、上述した化学物質を注入する方法、シリンジにより溶液を注入する方法では、溶液が拡散等してしまい、細胞周囲の溶液の環境を瞬時に変化させることは困難なものであった。また、シリンジを利用した方法では、注入又は滴下のいずれを行うにしても、シリンジ自身を観察領域である細胞の近傍に位置させる必要があるので、観察視野を遮ってしまい観察に影響を与えるものであった。また、シリンジを細胞近傍に正確に位置させる必要があるが、この位置合わせが難しく、手間のかかるものであった。そのため、効率良く観察を行うことができなかった。更には、シリンジで溶液を注入する場合には、注入した時点で拡散してしまうので、溶液を必要以上の量だけ注入する必要があり、コスト高を招いていた。
By the way, the following problems remain in the conventional method.
That is, in the method of injecting the chemical substance and the method of injecting the solution with a syringe, the solution diffuses and it is difficult to instantaneously change the environment of the solution around the cell. In addition, in the method using a syringe, it is necessary to position the syringe itself in the vicinity of the cell that is the observation region regardless of whether injection or dripping is performed. Met. In addition, it is necessary to accurately position the syringe in the vicinity of the cell, but this alignment is difficult and time-consuming. Therefore, it was not possible to perform observation efficiently. Furthermore, in the case of injecting the solution with a syringe, the solution diffuses at the time of injection, so that it is necessary to inject the solution in an amount more than necessary, resulting in high costs.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、観察視野に影響を与えずに、細胞周囲の液中環境を瞬時に変化させることができる観察用基板及び該観察用基板を備えた液滴供給装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an observation substrate capable of instantaneously changing a liquid environment around a cell without affecting the observation visual field and the observation. It is providing the droplet supply apparatus provided with the substrate for operation.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の観察用基板は、細胞を保持可能な保持領域を上面の所定位置に有する基板本体と、前記保持領域内に一端側が位置した状態で前記基板本体の上面に沿ってレール状に設けられ、液滴状の溶液を移動可能に支持する電極パターンと、該電極パターンに電気的接続され、外部と電気接続可能な電気接続部とを備え、前記電極パターンが、所定間隔を空けた状態で平行配置された第1の電極と第2の電極とを有し、前記電気接続部を介して外部から第1の電極と第2の電極との間に所定周波数の交流電圧が印加されたときに、誘電泳動力により両電極に沿って前記液滴状の溶液を任意の方向に移動させ、前記電極パターンは、他端側に前記液滴状の溶液を一時的に保持する保持部を有し、前記両電極は、それぞれ他端側が半円形状に形成されており、前記保持部は、前記両電極それぞれの他端側が組み合わされてなる円形状の領域であることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The observation substrate of the present invention is provided in a rail shape along the upper surface of the substrate body, with the substrate body having a holding region capable of holding cells at a predetermined position on the upper surface, and one end side positioned in the holding region. An electrode pattern that movably supports the droplet-like solution, and an electrical connection portion that is electrically connected to the electrode pattern and is electrically connectable to the outside. When an AC voltage having a predetermined frequency is applied between the first electrode and the second electrode from the outside via the electrical connection portion, the first electrode and the second electrode arranged in parallel. In addition, the droplet-like solution is moved in any direction along both electrodes by the dielectrophoretic force , and the electrode pattern has a holding portion for temporarily holding the droplet-like solution on the other end side. The two electrodes are each formed in a semicircular shape at the other end. And which, the holder is characterized in that the circular shaped area which the other end of each of the electrodes is combined.

この発明に係る観察用基板においては、細胞を保持する保持領域内に、液滴状の溶液を支持するレール状の電極パターンの一端側、即ち、第1の電極及び第2の電極の一端側が位置している。ここで、電気接続部を介して外部から第1の電極と第2の電極との間に、所定周波数の交流電圧を印加させると、液滴状の溶液は誘電泳動力により両電極間のギャップ部分に引き込まれ、両電極に沿って移動する。これにより、保持領域に保持されている細胞に液滴状の溶液を適時供給することができる。この結果、細胞は保持領域で液滴状の溶液に包まれ、液中に存在している状態になる。そして、この状態を観察することで、細胞を液中観察することができる。つまり、保持領域が観察領域の状態になっている。   In the observation substrate according to the present invention, one end side of the rail-like electrode pattern that supports the droplet-like solution, that is, one end side of the first electrode and the second electrode is held in the holding region for holding the cells. positioned. Here, when an alternating voltage of a predetermined frequency is applied between the first electrode and the second electrode from the outside via the electrical connection portion, the liquid droplet solution causes a gap between the two electrodes due to the dielectrophoretic force. It is drawn into the part and moves along both electrodes. Thereby, a droplet-like solution can be supplied to the cells held in the holding area in a timely manner. As a result, the cells are encased in the droplet-like solution in the holding region and are in the liquid. By observing this state, the cells can be observed in the liquid. That is, the holding area is in an observation area state.

このように、電極パターンによって液滴状の溶液を適時細胞に供給できるので、細胞周囲の環境を瞬間的に変化(例えば、種類の異なる溶液を供給して混ぜ合わせることで環境を変化)させることができる。よって、この環境変化によるタンパク質の経時的な変化を明確に観察することができる。この際、溶液は液滴状であるので、従来のように拡散することなく、直接的に細胞に作用(影響)する。
また、電極パターンは基板本体の上面に沿ってレール状に配されているので、細胞が保持されている保持領域の上方側は障害物が存在しない状態となっている。即ち、外部からアクセス可能な状態に開放されている状態となっている。よって、保持領域の細胞を、例えば、光学顕微鏡やSPMの探針等で観察する際に、従来のようにシリンジが干渉する等の影響を受けることはない。従って、タンパク質の経時的な変化を見逃すことなく確実に観察することができる。
In this way, a droplet-like solution can be supplied to cells in a timely manner depending on the electrode pattern, so that the environment around the cell can be instantaneously changed (for example, the environment can be changed by supplying different types of solutions and mixing them). Can do. Therefore, it is possible to clearly observe the change with time of the protein due to this environmental change. At this time, since the solution is in the form of droplets, it directly acts on (influences on) the cells without diffusing as in the prior art.
Further, since the electrode pattern is arranged in a rail shape along the upper surface of the substrate body, there is no obstacle on the upper side of the holding region where the cells are held. That is, it is in a state where it is open to an externally accessible state. Therefore, when the cells in the holding region are observed with, for example, an optical microscope or an SPM probe, there is no influence such as interference with a syringe as in the conventional case. Therefore, it is possible to reliably observe without overlooking changes in the protein over time.

また、液滴状の溶液を供給するので、該溶液を無駄にすることがなく、必要最小限の量で済み、低コスト化を図ることができる。
なお、同じ種類の溶液を適時供給することで、細胞の乾燥を防止しながら長期的な観察も行うことができる。また、この際、バッファ溶液を用いることで、濃度を一定にした状態で長期的な観察を行うことも可能である。また、電極パターンは、常に印加されるのではなく、溶液を移動させるときにのみ印加されるので、温度上昇を極力防止することができる。よって、溶液や細胞に対して熱の影響を与え難い。
さらに、電極パターンの他端側に保持部が設けられているので、電極パターンに交流電圧を印加しない状態でも確実に溶液を液滴状のまま保持することができる。よって、交流電圧の印加時に速やかに液滴状の溶液を細胞に向けて移動させることができる。
Further, since the solution in the form of droplets is supplied, the solution is not wasted, and a necessary minimum amount can be used, and the cost can be reduced.
In addition, long-term observation can be performed while preventing the cells from drying by supplying the same kind of solution in a timely manner. At this time, long-term observation can be performed with the concentration kept constant by using a buffer solution. In addition, the electrode pattern is not always applied, but is applied only when the solution is moved, so that an increase in temperature can be prevented as much as possible. Therefore, it is difficult to affect the solution and cells with heat.
Furthermore, since the holding part is provided on the other end side of the electrode pattern, the solution can be reliably held in the form of droplets even when no AC voltage is applied to the electrode pattern. Therefore, when the alternating voltage is applied, the droplet-like solution can be quickly moved toward the cells.

また、本発明の観察用基板は、上記本発明の観察用基板において、前記電極パターンが、前記保持領域を中心として放射状に複数設けられていることを特徴とするものである。   The observation substrate of the present invention is characterized in that, in the observation substrate of the present invention, a plurality of the electrode patterns are provided radially around the holding region.

この発明に係る観察用基板においては、電極パターンが放射状に複数設けられているので、各種の溶液を細胞に瞬時に効率良く混入させることができ、様々な組み合わせのもとで多角的な観察を行うことができる。
また、電極パターンが複数設けられているので、新たな溶液を供給する前に、細胞を包んでいる溶液を先に移動させ、その後、新たな溶液を供給することも可能である。即ち、溶液の交換を瞬時に行うことができる。これにより、細胞周囲の環境をより変化させることができ、タンパク質の経時的な変化を明確に観察することができる。
In the observation substrate according to the present invention, since a plurality of electrode patterns are provided in a radial pattern, various solutions can be instantaneously and efficiently mixed into cells, and various observations can be made under various combinations. It can be carried out.
In addition, since a plurality of electrode patterns are provided, it is possible to first move the solution enclosing the cells before supplying a new solution, and then supply a new solution. That is, the solution can be exchanged instantaneously. As a result, the environment around the cell can be further changed, and the change with time of the protein can be clearly observed.

また、本発明の観察用基板は、上記本発明の観察用基板において、前記電極パターンが、前記一端側から他端側に向かう途中で複数に分岐していることを特徴とするものである。   The observation substrate of the present invention is characterized in that, in the observation substrate of the present invention, the electrode pattern is branched into a plurality on the way from the one end side to the other end side.

この発明に係る観察用基板においては、電極パターンが途中で複数に分岐されているので、例えば、種類の異なる溶液を分岐点で一旦反応(混ぜ合わせ)させた後、この反応溶液を細胞に供給することができる。よって、より多角的な観察を行うことができる。   In the observation substrate according to the present invention, since the electrode pattern is branched into a plurality of parts on the way, for example, after different types of solutions are reacted (mixed) once at the branch points, this reaction solution is supplied to the cells. can do. Therefore, more diversified observation can be performed.

また、本発明の観察用基板は、上記本発明のいずれかに記載の観察用基板において、前記基板本体の上面には、前記保持領域の周囲を囲むように前記液滴状の溶液を弾く疎水性膜が形成されていることを特徴とするものである。   Further, the observation substrate according to the present invention is the observation substrate according to any one of the above-described present invention, wherein the upper surface of the substrate main body is hydrophobic to repel the droplet-like solution so as to surround the holding region. A characteristic film is formed.

この発明に係る観察用基板においては、保持領域の周囲を囲むように疎水性膜が形成されているので、溶液が細胞に供給される際、仮に溶液の一部が周囲に飛沫したしても、疎水性膜に弾かれて保持領域内に戻る。よって、確実に所定量の溶液を細胞に供給することができる。   In the observation substrate according to the present invention, since the hydrophobic film is formed so as to surround the periphery of the holding region, even if a part of the solution splashes around when the solution is supplied to the cells. , Bounced off the hydrophobic membrane and returned to the holding region. Therefore, a predetermined amount of solution can be reliably supplied to the cells.

また、本発明の観察用基板は、上記本発明の観察用基板において、前記疎水性膜が、前記電極パターンの周囲を囲むように形成されていることを特徴とするものである。   The observation substrate according to the present invention is characterized in that, in the observation substrate according to the present invention, the hydrophobic film is formed so as to surround the electrode pattern.

この発明に係る観察用基板においては、電極パターンの周囲を囲むように疎水性膜が形成されているので、溶液が電極パターン上を移動している際、仮に溶液の一部が電極パターン外に飛沫したとしても、疎水性膜に弾かれる。よって、確実に所定量の溶液を細胞に供給することができる。   In the observation substrate according to the present invention, since the hydrophobic film is formed so as to surround the periphery of the electrode pattern, when the solution moves on the electrode pattern, a part of the solution is temporarily out of the electrode pattern. Even if splashed, it is repelled by the hydrophobic membrane. Therefore, a predetermined amount of solution can be reliably supplied to the cells.

また、本発明の観察用基板は、上記本発明のいずれかに記載の観察用基板において、前記電極パターンが、薄膜状の保護膜で被膜されていることを特徴とするものである。   An observation substrate according to the present invention is the observation substrate according to any one of the present invention described above, wherein the electrode pattern is coated with a thin protective film.

この発明に係る観察用基板においては、電極パターンが保護膜で被膜(コーティング)されているので、外部との直接的な接触を防ぐことができる。よって、電極パターンが保護され、耐久性、信頼性を向上することができる。   In the observation substrate according to the present invention, since the electrode pattern is coated (coated) with a protective film, direct contact with the outside can be prevented. Therefore, the electrode pattern is protected, and durability and reliability can be improved.

また、本発明の液滴供給装置は、上記本発明のいずれかに記載の観察用基板と、前記電気接続部に電気的接続され、前記電極パターンに所定周波数の交流電圧を印加する電圧印加手段と、該電圧印加手段の作動を制御する制御手段とを備えていることを特徴とするものである。   In addition, a droplet supply device of the present invention is a voltage application unit that is electrically connected to the observation substrate according to any one of the present invention and the electrical connection portion, and applies an alternating voltage of a predetermined frequency to the electrode pattern. And control means for controlling the operation of the voltage application means.

この発明に係る液滴供給装置においては、制御手段により電圧印加手段を作動させて電極パターンに所定周波数の交流電圧を印加させることで、溶液を細胞に向かう方向又は細胞から離間する方向に移動させることができ、溶液の供給や交換等を行って瞬間的に環境を変化させることができる。なお、溶液は、例えば、手動で電極パターン上に滴下すれば良い。   In the droplet supply device according to the present invention, the control means operates the voltage application means to apply an alternating voltage of a predetermined frequency to the electrode pattern, thereby moving the solution in a direction toward the cell or away from the cell. The environment can be changed instantaneously by supplying or exchanging the solution. The solution may be manually dropped on the electrode pattern, for example.

また、本発明の液滴供給装置は、上記本発明の液滴供給装置において、前記液滴状の溶液を前記電極パターン上に滴下すると共に、前記制御手段により作動が制御される溶液供給手段を備えていることを特徴とするものである。   Further, the droplet supply device of the present invention is the above-described droplet supply device of the present invention, wherein the droplet supply solution is dropped on the electrode pattern, and the solution supply means whose operation is controlled by the control means is provided. It is characterized by having.

この発明に係る液滴供給装置においては、溶液供給手段を備えているので、人手をかけることなく、必要時に溶液を電極パターン上に滴下することができ、制御手段により溶液の滴下と溶液の移動とを自動的に制御できるので、使い易く利便性に優れている。   In the droplet supply device according to the present invention, since the solution supply means is provided, the solution can be dropped on the electrode pattern when necessary without manpower, and the control means drops the solution and moves the solution. It is easy to use and is very convenient.

本発明に係る観察用基板によれば、電極パターンにより液滴状の溶液を適時細胞に供給できるので、細胞周囲の環境を瞬間的に変化させることができる。よって、タンパク質の経時的な変化を明確に観察することができる。また、保持領域の周囲は障害物が存在しない状態となっているので、保持領域の細胞を光学顕微鏡やSPMの探針等で何の影響も受けることなく確実に観察することができる。よって、タンパク質の経時的な変化を見逃すことなく確実に観察することができる。
また、液滴状の溶液を供給するので、該溶液を無駄にすることがなく必要最小限の量で済み、低コスト化を図ることができる。
According to the observation substrate according to the present invention, since the droplet-like solution can be supplied to the cells in a timely manner by the electrode pattern, the environment around the cells can be instantaneously changed. Therefore, it is possible to clearly observe changes in the protein over time. In addition, since there are no obstacles around the holding area, the cells in the holding area can be reliably observed without any influence by an optical microscope, an SPM probe, or the like. Therefore, it is possible to reliably observe without overlooking changes in protein over time.
Further, since the solution in the form of droplets is supplied, the required amount can be reduced without wasting the solution, and the cost can be reduced.

また、本発明に係る液滴供給装置によれば、溶液を細胞に向かう方向又は細胞から離間する方向に移動させることができ、溶液の供給や交換等を行って瞬間的に細胞周囲の環境を変化させることができる。   Further, according to the droplet supply device of the present invention, the solution can be moved in a direction toward the cell or in a direction away from the cell, and the environment around the cell can be instantaneously changed by supplying or exchanging the solution. Can be changed.

以下、本発明に係る観察用基板及び液滴供給装置の一実施形態について、図1から図18を参照して説明する。
本実施形態の液滴供給装置1は、図1に示すように、細胞Aを載置する観察用基板2と、該観察用基板2の後述する電気接続部12に電気的接続され、後述する電極パターン11に所定周波数の交流電圧(例えば、周波数300kHz、交流電圧500Vrms)を印加する駆動用電源(電圧印加手段)3と、該駆動用電源3の作動を制御するコントローラ(制御手段)4とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of an observation substrate and a droplet supply device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the droplet supply device 1 of the present embodiment is electrically connected to an observation substrate 2 on which cells A are placed and an electrical connection portion 12 described later of the observation substrate 2, which will be described later. A driving power supply (voltage applying means) 3 for applying an AC voltage of a predetermined frequency (for example, a frequency of 300 kHz, an AC voltage of 500 Vrms) to the electrode pattern 11, and a controller (control means) 4 for controlling the operation of the driving power supply 3. It has.

また、本実施形態の観察用基板2は、光学顕微鏡5のステージ6上に載置されている。この光学顕微鏡5は、ステージ6の上方に配された対物レンズ7と、該対物レンズ7を介して観察用基板2に載置された細胞Aを液中観察する接眼レンズ8と、ステージ6の下方から照明光を観察用基板2に向けて照射する照明系9とを備えた正立型顕微鏡である。   In addition, the observation substrate 2 of this embodiment is placed on the stage 6 of the optical microscope 5. The optical microscope 5 includes an objective lens 7 disposed above the stage 6, an eyepiece 8 for observing the cell A placed on the observation substrate 2 through the objective lens 7 in the liquid, and the stage 6. It is an upright microscope provided with an illumination system 9 that irradiates illumination light toward the observation substrate 2 from below.

上記観察用基板2は、図2から図4に示すように、細胞Aを保持可能な保持領域Sを上面の所定位置に有するガラス基板(基板本体)10と、保持領域S内に一端側が位置した状態でガラス基板10の上面に沿ってレール状に設けられ、液滴状の溶液Wを移動可能に支持する電極パターン11と、該電極パターン11に電気的接続され、外部と電気接続可能な電気接続部12とを備えている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the observation substrate 2 has a glass substrate (substrate body) 10 having a holding region S capable of holding cells A at a predetermined position on the upper surface, and one end side in the holding region S. In this state, the electrode pattern 11 is provided in a rail shape along the upper surface of the glass substrate 10 and movably supports the droplet-like solution W, and is electrically connected to the electrode pattern 11 and can be electrically connected to the outside. The electrical connection part 12 is provided.

上記電極パターン11は、保持領域Sを中心として放射状に4本(複数)設けられている。即ち、電極パターン11は、保持領域Sを中心として角度90度毎に、ガラス基板10の各辺に直交するよう直線状に形成されている。つまり、ガラス基板10を上方から見たときに、4つの電極パターン11が組み合わさって十字型になるように設けられている。
また、本実施形態においては、電極パターン11の他端側に、液滴状の溶液Wを一時的に保持する液貯まり(保持部)11aが形成されている。
また、各電極パターン11は、所定間隔を空けた状態で平行配置された第1の電極20と第2の電極21とを有し、電気接続部12を介して駆動用電源3から所定周波数の交流電圧が印加されたときに、誘電泳動力により両電極20、21に沿って液滴状の溶液Wを任意の方向に移動できるようになっている。
この両電極20、21は、それぞれ他端側が半円形状に形成されており、これらが組み合わさることで円形状の液滴形成領域となっている。即ち、この領域が上記液貯まり11aとなっており、表面張力を利用して溶液Wを液滴状のまま保持できるようになっている。
また、電極パターン11は、薄膜状の保護膜(例えば、SiOの絶縁膜)13で被膜されており、外部に露出しないようになっている。
Four (plural) of the electrode patterns 11 are provided radially with the holding region S as the center. That is, the electrode pattern 11 is formed in a straight line so as to be orthogonal to each side of the glass substrate 10 at an angle of 90 degrees with the holding region S as the center. That is, when the glass substrate 10 is viewed from above, the four electrode patterns 11 are combined to form a cross shape.
In the present embodiment, a liquid reservoir (holding portion) 11 a that temporarily holds the droplet-like solution W is formed on the other end side of the electrode pattern 11.
Each electrode pattern 11 includes a first electrode 20 and a second electrode 21 that are arranged in parallel with a predetermined interval therebetween, and has a predetermined frequency from the driving power supply 3 via the electrical connection portion 12. When an AC voltage is applied, the droplet-like solution W can be moved in any direction along the electrodes 20 and 21 by the dielectrophoretic force.
The other electrodes 20 and 21 are formed in a semicircular shape at the other end, and a combination of these electrodes forms a circular droplet forming region. That is, this region is the liquid reservoir 11a, and the solution W can be held in the form of droplets using the surface tension.
The electrode pattern 11 is coated with a thin protective film (for example, an insulating film of SiO 2 ) 13 so that it is not exposed to the outside.

次に、上記観察用基板2の製造方法について、以下に説明する。
まず、図5に示すように、ガラス基板10の上面全体に電極パターン11となる金属材料を、例えば、蒸着法やスパッタ法等によりメタルコートして金属層15を成膜する。次いで、図6に示すように、金属層15の上面に、図2に示す電極パターン11となるようにフォトレジスト膜16をリソグラフィー技術によってパターニングする。
次いで、図7に示すように、フォトレジスト膜16をマスクとして、金属層15をエッチング加工して電極パターン11を作製する。エッチング加工後、図8に示すように、マスクとしていたフォトレジスト膜16を除去することで、ガラス基板10の上面にフォトレジスト膜16のパターニング通りの電極パターン11を形成することができる。なお、フォトレジスト膜16は、ポジ型でもネガ型でも構わない。
最後に、図9に示すように、ガラス基板10の上面全体に、例えば、スパッタ法やCVD(化学気相成長法)等により保護膜13を薄膜状に成膜する。これにより、電極パターン11が保護膜13で被膜された観察用基板2を製造することができる。
Next, a method for manufacturing the observation substrate 2 will be described below.
First, as shown in FIG. 5, a metal layer 15 is formed by metal-coating a metal material to be the electrode pattern 11 on the entire upper surface of the glass substrate 10 by, for example, vapor deposition or sputtering. Next, as shown in FIG. 6, a photoresist film 16 is patterned on the upper surface of the metal layer 15 by a lithography technique so as to be the electrode pattern 11 shown in FIG.
Next, as shown in FIG. 7, the metal layer 15 is etched using the photoresist film 16 as a mask to produce the electrode pattern 11. After the etching process, as shown in FIG. 8, by removing the photoresist film 16 used as a mask, the electrode pattern 11 according to the patterning of the photoresist film 16 can be formed on the upper surface of the glass substrate 10. The photoresist film 16 may be a positive type or a negative type.
Finally, as shown in FIG. 9, a protective film 13 is formed in a thin film on the entire upper surface of the glass substrate 10 by, for example, sputtering or CVD (chemical vapor deposition). Thereby, the observation substrate 2 in which the electrode pattern 11 is coated with the protective film 13 can be manufactured.

このように構成された観察用基板2及び液滴供給装置1を利用して、光学顕微鏡5により細胞Aの経時的な変化を観察する場合について、以下に説明する。
まず、観察用基板2の保持領域Sに細胞Aを保持させると共に、所望の溶液Wを、例えば、シリンジ等で液貯まり11aに滴下する。この際、液貯まり11aは、円形状であるので、滴下された溶液Wは自身の表面張力で液滴状態で確実に保持される。
次いで、この観察用基板2を光学顕微鏡5のステージ6上に載置すると共に、保持領域Sが対物レンズ7の観察領域内に入るようにステージ6の位置調整を行う。
The case where the time-dependent change of the cell A is observed with the optical microscope 5 using the observation substrate 2 and the droplet supply device 1 configured as described above will be described below.
First, the cells A are held in the holding region S of the observation substrate 2, and a desired solution W is dropped into the liquid reservoir 11a with a syringe or the like, for example. At this time, since the liquid reservoir 11a has a circular shape, the dropped solution W is reliably held in a droplet state by its own surface tension.
Next, the observation substrate 2 is placed on the stage 6 of the optical microscope 5, and the position of the stage 6 is adjusted so that the holding area S is within the observation area of the objective lens 7.

次いで、コントローラ4により駆動用電源3を作動させて、溶液Wが載置された電極パターン11の第1の電極20と第2の電極21との間に、所定周波数の交流電圧を印加する。この電圧印加により、液貯まり11aに保持された溶液Wは、誘電泳動力により第1の電極20と第2の電極21との間のギャップに引き込まれ、図10に示すように、電極パターン11上を細胞Aに向けて移動する。そして、電極パターン11の一端側まで移動した溶液Wは、図11に示すように、保持領域Sに保持されている細胞Aと接触すると共に、表面張力により細胞A側に引き込まれる。その結果、図12に示すように、細胞Aを包み込んだ状態で安定する。つまり、細胞Aは、液中に存在する状態で保持領域Sに保持された状態となる。従って、対物レンズ7を介して細胞Aを液中観察することができる。   Next, the driving power source 3 is operated by the controller 4 to apply an AC voltage having a predetermined frequency between the first electrode 20 and the second electrode 21 of the electrode pattern 11 on which the solution W is placed. By this voltage application, the solution W held in the liquid reservoir 11a is drawn into the gap between the first electrode 20 and the second electrode 21 by the dielectrophoretic force, and as shown in FIG. Move up towards cell A. And the solution W which moved to the one end side of the electrode pattern 11 contacts with the cell A currently hold | maintained at the holding | maintenance area | region S, as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 12, the cell A is stabilized in the encapsulated state. That is, the cell A is in a state of being held in the holding region S in a state of being present in the liquid. Therefore, the cell A can be observed in the liquid through the objective lens 7.

ここで、上記溶液Wに、他の種類の溶液W’(例えば、濃度、イオン、温度が異なる溶液)を混ぜ合わせて、細胞Aの周囲の環境を変化させたときの経時的変化の観察を行う。
まず、いずれかの電極パターン11の液貯まり11a上に他の種類の溶液W’を、例えば、シリンジ17等で滴下する。そして、コントローラ4により駆動用電源3を作動させて、溶液W’が載置された電極パターン11に、所定周波数の交流電圧を印加する。この電圧印加により、上述した説明と同じように、他の溶液W’が電極パターン11上を移動して、細胞Aに供給される。
この供給により、種類の異なる溶液W、W’を混ぜ合わせることができ、細胞Aの周囲の環境を瞬時に変化させることができる。よって、観察者は、対物レンズ7及び接眼レンズ8を介して環境変化による細胞Aの周囲のタンパク質の経時的な変化を観察することができる。また、この際、溶液W、W’は液滴状であるので、従来のように拡散することなく、直接的に細胞Aに作用(影響)する。
Here, observation of changes over time when the environment surrounding the cell A is changed by mixing the solution W with another type of solution W ′ (for example, solutions having different concentrations, ions, and temperatures). Do.
First, another type of solution W ′ is dropped on the liquid reservoir 11a of any one of the electrode patterns 11 with, for example, a syringe 17 or the like. Then, the driving power source 3 is operated by the controller 4 to apply an AC voltage having a predetermined frequency to the electrode pattern 11 on which the solution W ′ is placed. By this voltage application, the other solution W ′ moves on the electrode pattern 11 and is supplied to the cell A in the same manner as described above.
By this supply, different types of solutions W and W ′ can be mixed, and the environment around the cell A can be instantaneously changed. Therefore, the observer can observe the change with time of the protein around the cell A due to the environmental change through the objective lens 7 and the eyepiece lens 8. At this time, since the solutions W and W ′ are in the form of droplets, they directly act (influence) on the cells A without diffusing as in the prior art.

また、電極パターン11は、ガラス基板10の上面に沿ってレール状に設けられているので、細胞Aが保持されている保持領域Sの周囲(上方側)は障害物が存在しない状態となっている。即ち、外部からアクセス可能な状態に開放されている状態となっている。よって、従来のようにシリンジが干渉する等の影響を受けることはなく、保持領域Sの細胞Aの近傍に対物レンズ7を位置させることができ、観察する視界が妨げられることはない。従って、タンパク質の経時的な変化を見逃すことなく確実に観察することができる。
また、液滴状の溶液W、W’を供給するので、該溶液W、W’を無駄にすることなく必要最小限の量で済み、低コスト化を図ることができる。
In addition, since the electrode pattern 11 is provided in a rail shape along the upper surface of the glass substrate 10, there is no obstacle around the holding region S where the cells A are held (upper side). Yes. That is, it is in a state where it is open to an externally accessible state. Therefore, the syringe is not affected by interference or the like as in the prior art, and the objective lens 7 can be positioned in the vicinity of the cell A in the holding region S, so that the field of view to be observed is not hindered. Therefore, it is possible to reliably observe without overlooking changes in the protein over time.
Further, since the droplet-like solutions W and W ′ are supplied, the solution W and W ′ can be used in the minimum amount without being wasted, and the cost can be reduced.

また、同じ種類の溶液Wを適時供給することで、細胞Aの乾燥を防止しながら長期的な観察も行うことができる。この際、バッファ溶液を用いることで、濃度を一定にした状態で長期的な観察を行うことも可能である。また、電極パターン11は、常に印加されるのではなく、溶液Wを移動させるときにのみ印加されるので、溶液Wの温度上昇を極力防止することができる。よって、細胞Aに熱の影響を与え難い。
また、電極パターン11には、液貯まり11aが設けられているので、交流電圧を印加したときに、速やかに液滴状の溶液Wを細胞Aに対して供給することができ、観察を円滑に行うことができる。
また、電極パターン11は、保護膜13で被膜(コーティング)されているので、外部との直接的な接触を防ぐことができる。よって、電極パターン11が保護され、耐久性、信頼性を向上することができる。
Further, by supplying the same type of solution W in a timely manner, long-term observation can be performed while preventing the cells A from drying. At this time, long-term observation can be performed with the concentration kept constant by using a buffer solution. In addition, the electrode pattern 11 is not always applied, but is applied only when the solution W is moved, so that the temperature rise of the solution W can be prevented as much as possible. Therefore, it is difficult to affect the cells A with heat.
In addition, since the electrode pattern 11 is provided with a liquid reservoir 11a, when an alternating voltage is applied, the droplet-like solution W can be quickly supplied to the cells A, and the observation is smoothly performed. It can be carried out.
Further, since the electrode pattern 11 is coated (coated) with the protective film 13, direct contact with the outside can be prevented. Therefore, the electrode pattern 11 is protected and durability and reliability can be improved.

更に、本実施形態の観察用基板2は、電極パターン11が複数設けられているので、溶液交換も行うことが可能である。
即ち、新たな溶液W’を細胞Aに供給する前に、細胞Aを包んでいる既存の溶液Wを新たな溶液W’が載置されている電極パターン11以外の電極パターン11に移動させ、その後、新たな溶液W’を細胞Aに供給することが可能である。
この溶液交換について、図13から図18を参照して以下に具体的に説明する。
Furthermore, since the observation substrate 2 of this embodiment is provided with a plurality of electrode patterns 11, it is also possible to perform solution exchange.
That is, before supplying the new solution W ′ to the cell A, the existing solution W enclosing the cell A is moved to the electrode pattern 11 other than the electrode pattern 11 on which the new solution W ′ is placed, Thereafter, a new solution W ′ can be supplied to the cell A.
This solution exchange will be specifically described below with reference to FIGS.

まず、図13に示すように、溶液Wに包まれた状態で保持領域Sに保持されている細胞Aに向けて、例えば、同じ種類の溶液Wを誘電泳動力を利用して移動させる。なお、この状態は、細胞Aを包んでいる溶液Wが電極パターン11に接触していない状態である。
次いで、電極パターン11の他端側に移動した溶液Wは、図14に示すように、細胞Aを包んでいる溶液Wに接触すると共に表面張力により引き込まれる。その結果、図15に示すように、細胞Aを包んでいる溶液Wの液量が増え、該溶液Wが複数の電極パターン11の一端側に接触した状態となる。
First, as shown in FIG. 13, for example, the same type of solution W is moved using the dielectrophoretic force toward the cells A held in the holding region S in a state of being wrapped in the solution W. This state is a state in which the solution W enclosing the cell A is not in contact with the electrode pattern 11.
Next, as shown in FIG. 14, the solution W that has moved to the other end side of the electrode pattern 11 comes into contact with the solution W that encloses the cells A and is drawn by surface tension. As a result, as shown in FIG. 15, the amount of the solution W enclosing the cells A increases, and the solution W comes into contact with one end side of the plurality of electrode patterns 11.

この状態で、溶液Wを移動させたものとは別の電極パターン11に所定周波数の交流電圧を印加する。これにより、図16に示すように、液量が増えた溶液Wは、誘電泳動力により交流電圧が印加された電極パターン11に引き込まれ、図17に示すように、該電極パターン11上を液滴状に移動する。これにより、細胞Aの周囲に溶液Wが存在しない状態となる。   In this state, an alternating voltage of a predetermined frequency is applied to an electrode pattern 11 different from the one in which the solution W is moved. As a result, as shown in FIG. 16, the solution W having an increased amount of liquid is drawn into the electrode pattern 11 to which the AC voltage is applied by the dielectrophoretic force, and the liquid is applied on the electrode pattern 11 as shown in FIG. Move in drops. Thereby, the solution W does not exist around the cell A.

また、上述した溶液Wの離脱を行っている際、図17に示すように、同時に電極パターン11に所定周波数の交流電圧を印加して、新たな溶液W’を誘電泳動力を利用して細胞Aに向けて移動させておく。その結果、図18に示すように、新たな溶液W’を細胞Aに供給して、該細胞Aを新たな溶液W’で包み込むことができる。
上述した各手順を経ることで、溶液交換を瞬時に行うことができる。よって、細胞Aの周囲の環境をより変化させることができ、タンパク質の経時的な変化をより明確に観察することができる。
In addition, when the above-described solution W is detached, as shown in FIG. 17, an alternating voltage having a predetermined frequency is simultaneously applied to the electrode pattern 11 so that a new solution W ′ is obtained by using the dielectrophoretic force. Move toward A. As a result, as shown in FIG. 18, a new solution W ′ can be supplied to the cell A, and the cell A can be wrapped with the new solution W ′.
By passing through each procedure mentioned above, solution exchange can be performed instantly. Therefore, the environment around the cell A can be changed more, and the change with time of the protein can be observed more clearly.

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、ステージ6の上方に対物レンズ7、ステージ6の下方に照明系9を配した正立型の光学顕微鏡5を利用して細胞Aを液中観察したが、ステージ6の上方に照明系9、ステージ6の下方に対物レンズ7を配した倒立型の光学顕微鏡により観察を行っても構わない。
また、光学顕微鏡5に限られず、例えば、カンチレバーの先端に探針を有する原子間力顕微鏡等の走査型プローブ顕微鏡を利用して観察を行っても構わない。この場合においても、保持領域Sの周囲が開放されている状態であるので、何の障害もなく探針を細胞Aの近傍に位置させることができ、タンパク質の経時的な変化を見逃すことなく確実に観察することができる。
For example, in the above embodiment, the cell A is observed in the liquid using the upright optical microscope 5 in which the objective lens 7 is disposed above the stage 6 and the illumination system 9 is disposed below the stage 6. Observation may be performed with an inverted optical microscope in which the illumination system 9 is disposed above and the objective lens 7 is disposed below the stage 6.
Further, the observation is not limited to the optical microscope 5, and for example, observation may be performed using a scanning probe microscope such as an atomic force microscope having a probe at the tip of a cantilever. Even in this case, since the periphery of the holding region S is open, the probe can be positioned in the vicinity of the cell A without any obstacle, and the change over time of the protein can be reliably detected. Can be observed.

また、上記実施形態では、電極パターン11を4つ設けた構成にしたが、4つに限られず、1つでも構わないし、2つ以上の複数個設けても構わない。また、電極パターン11を、保持領域S内に位置している一端側から他端側に向かう途中で複数に分岐するように設けても構わない。
こうすることで、種類の異なる溶液を分岐点で一旦反応(混ぜ合わせ)させた後、この反応した溶液を細胞Aに供給することができる。よって、より多角的な観察を行うことができる。
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which provided the four electrode patterns 11, it is not restricted to four, One may be sufficient and two or more two or more may be provided. Further, the electrode pattern 11 may be provided so as to be branched into a plurality on the way from the one end side located in the holding region S to the other end side.
By carrying out like this, after reacting (mixing) a different kind of solution once at a branch point, this reacted solution can be supplied to the cell A. Therefore, more diversified observation can be performed.

また、ガラス基板10の上面に、保持領域Sの周囲を囲むように溶液Wを弾く疎水性膜を形成しても構わない。こうすることで、溶液Wを細胞Aに供給させる際、仮に溶液Wの一部が周囲に飛沫したとしても、疎水性膜に弾かれて保持領域S内に戻る。よって、確実に所定量の溶液Wを細胞Aに供給することができる。
また、この疎水性膜を、電極パターン11の周囲を囲むように形成しても構わない。こうすることで、溶液Wが電極パターン11上を移動している際、仮に溶液Wの一部が電極パターン11外に飛沫したとしても、疎水性膜に弾かれる。よって、より確実に所定量の溶液Wを細胞Aに供給することができる。
Further, a hydrophobic film that repels the solution W may be formed on the upper surface of the glass substrate 10 so as to surround the holding region S. By doing so, when supplying the solution W to the cells A, even if a part of the solution W splashes around, it is repelled by the hydrophobic film and returns to the holding region S. Therefore, a predetermined amount of the solution W can be reliably supplied to the cells A.
Further, this hydrophobic film may be formed so as to surround the electrode pattern 11. By doing so, when the solution W is moving on the electrode pattern 11, even if a part of the solution W splashes outside the electrode pattern 11, it is repelled by the hydrophobic film. Therefore, a predetermined amount of the solution W can be supplied to the cells A more reliably.

また、上記実施形態の液滴供給装置1に、液滴状の溶液Wを電極パターン11上に滴下する溶液供給手段を加え、コントローラ4が溶液供給手段の作動を制御するように構成しても構わない。
このようにすることで、人手をかけることなく、必要時に溶液Wを電極パターン11上に滴下することができる。よって、コントローラ4により溶液Wの滴下と溶液Wの移動とを自動的に制御でき、使い易く利便性に優れたものを実現することができる。
Further, a solution supply means for dropping the droplet-like solution W onto the electrode pattern 11 may be added to the droplet supply apparatus 1 of the above embodiment, and the controller 4 may be configured to control the operation of the solution supply means. I do not care.
By doing in this way, the solution W can be dripped on the electrode pattern 11 as needed, without manpower. Therefore, the dropping of the solution W and the movement of the solution W can be automatically controlled by the controller 4, and an easy-to-use and excellent convenience can be realized.

本発明に係る液滴供給装置の一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the droplet supply apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る観察用基板の一実施形態を示す上面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the board | substrate for observation which concerns on this invention. 図2に示す観察用基板の保持領域周辺の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view around a holding region of the observation substrate shown in FIG. 2. 図2に示す観察用基板の断面矢視X−X図である。It is a cross-sectional arrow XX figure of the board | substrate for observation shown in FIG. 図2に示す観察用基板の製造工程を示す図であって、ガラス基板の上面全体に金属層を形成した状態を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the board | substrate for observation shown in FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows the state which formed the metal layer in the whole upper surface of a glass substrate. 図2に示す観察用基板の製造工程を示す図であって、図5に示す状態から、金属層に電極パターンの形状でフォトレジスト膜をパターニングした状態を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the board | substrate for observation shown in FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows the state which patterned the photoresist film in the shape of the electrode pattern from the state shown in FIG. 図2に示す観察用基板の製造工程を示す図であって、図6に示す状態から、フォトレジスト膜をマスクとして金属層をエッチング加工し、電極パターンを作製した状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the observation substrate illustrated in FIG. 2, and illustrates a state in which an electrode pattern is formed by etching a metal layer using a photoresist film as a mask from the state illustrated in FIG. 6. 図2に示す観察用基板の製造工程を示す図であって、図7に示す状態から、フォトレジスト膜を除去した状態を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the board | substrate for observation shown in FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows the state which removed the photoresist film from the state shown in FIG. 図2に示す観察用基板の製造工程を示す図であって、図8に示す状態から、薄膜状の保護膜を成膜し、電極パターンを被膜した状態を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the board | substrate for observation shown in FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows the state which formed the thin film-like protective film from the state shown in FIG. 8, and coat | covered the electrode pattern. 電極パターン上の液滴状の溶液を、保持領域上に保持されている細胞に向けて誘電泳動力により移動させている状態を示す観察用基板の断面図である。It is sectional drawing of the board | substrate for observation which shows the state which has moved the droplet-form solution on an electrode pattern toward the cell currently hold | maintained on the holding | maintenance area | region by the dielectrophoretic force. 図10に示す状態から、溶液が細胞に接触すると共に表面張力により細胞に引き込まれている状態を示す観察用基板の断面図である。It is sectional drawing of the board | substrate for observation which shows the state from which the solution contacted the cell from the state shown in FIG. 10, and was drawn into the cell by surface tension. 図11に示す状態から、溶液が細胞を包んで、該細胞を液中に存在させている状態を示す観察用基板の断面図である。It is sectional drawing of the board | substrate for observation which shows the state which the solution wrapped the cell from the state shown in FIG. 11, and made this cell exist in a liquid. 細胞を包んでいる溶液を交換する際の工程を示す図であって、溶液に包まれている細胞に向けて、同じ種類の溶液を電極パターンに沿って誘電泳動力により移動させている状態を示す観察用基板の断面図である。It is a figure which shows the process at the time of exchanging the solution which wraps a cell, Comprising: The state where the same kind of solution is moved by the dielectrophoretic force along the electrode pattern toward the cell wrapped in the solution It is sectional drawing of the board | substrate for observation shown. 細胞を包んでいる溶液を交換する際の工程を示す図であって、図13に示す状態から、移動してきた溶液が細胞を包んでいる溶液に接触すると共に表面張力により引き込まれている状態を示す観察用基板の断面図である。It is a figure which shows the process at the time of replacing | exchanging the solution which wraps the cell, Comprising: The state which is attracted | sucked by the surface tension while the solution which has moved from the state shown in FIG. It is sectional drawing of the board | substrate for observation shown. 細胞を包んでいる溶液を交換する際の工程を示す図であって、図14に示す状態から、移動してきた溶液が取り込まれることで、細胞を包んでいる溶液の液量が増え、該溶液と電極パターンの一端側とが接触している状態を示す観察用基板の断面図である。It is a figure which shows the process at the time of replacing | exchanging the solution which wraps the cell, Comprising: The solution amount which moved is taken in from the state shown in FIG. It is sectional drawing of the board | substrate for observation which shows the state which has contacted the one end side of the electrode pattern. 細胞を包んでいる溶液を交換する際の工程を示す図であって、図15に示す状態から、細胞を包んでいる溶液が電極パターン上に移動している状態を示す観察用基板の断面図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a process for exchanging a solution enclosing a cell, and is a cross-sectional view of an observation substrate illustrating a state in which the solution enclosing the cell is moving on the electrode pattern from the state illustrated in FIG. 15. It is. 細胞を包んでいる溶液を交換する際の工程を示す図であって、図16に示す状態から、細胞を包んでいる溶液が電極パターン上に移動して細胞から離脱していると共に、新たな溶液が電極パターン上を細胞に向けて移動している状態を示す観察用基板の断面図である。It is a figure which shows the process at the time of replacing | exchanging the solution which wraps the cell, Comprising: The solution which wraps the cell moves on an electrode pattern from the state shown in FIG. It is sectional drawing of the board | substrate for observation which shows the state which the solution is moving toward the cell on an electrode pattern. 細胞を包んでいる溶液を交換する際の工程を示す図であって、図17に示す状態から、新たな溶液が細胞に接触して該細胞を包み込んで、溶液の交換が終了した状態を示す観察用基板の断面図である。It is a figure which shows the process at the time of replacing | exchanging the solution which wraps the cell, Comprising: From the state shown in FIG. 17, the new solution contacts the cell and shows the state which exchange of the solution was completed after wrapping the cell. It is sectional drawing of the board | substrate for observation.

符号の説明Explanation of symbols

A 細胞
S 保持領域
1 液滴供給装置
2 観察用基板
3 駆動用電源(電圧印加手段)
4 コントローラ(制御手段)
10 ガラス基板(基板本体)
11 電極パターン
11a 液貯まり(保持部)
12 電気接続部
13 保護膜
20 第1の電極
21 第2の電極
A cell S holding area 1 droplet supply device 2 substrate for observation 3 power supply for driving (voltage applying means)
4 Controller (control means)
10 Glass substrate (substrate body)
11 Electrode pattern 11a Liquid reservoir (holding part)
12 Electrical connection part 13 Protective film 20 1st electrode 21 2nd electrode

Claims (8)

細胞を保持可能な保持領域を上面の所定位置に有する基板本体と、
前記保持領域内に一端側が位置した状態で前記基板本体の上面に沿ってレール状に設けられ、液滴状の溶液を移動可能に支持する電極パターンと、
該電極パターンに電気的接続され、外部と電気接続可能な電気接続部とを備え、
前記電極パターンは、所定間隔を空けた状態で平行配置された第1の電極と第2の電極とを有し、前記電気接続部を介して外部から第1の電極と第2の電極との間に所定周波数の交流電圧が印加されたときに、誘電泳動力により両電極に沿って前記液滴状の溶液を任意の方向に移動させ
前記電極パターンは、他端側に前記液滴状の溶液を一時的に保持する保持部を有し、
前記両電極は、それぞれ他端側が半円形状に形成されており、
前記保持部は、前記両電極それぞれの他端側が組み合わされてなる円形状の領域であることを特徴とする観察用基板。
A substrate body having a holding region capable of holding cells at a predetermined position on the upper surface;
An electrode pattern that is provided in a rail shape along the upper surface of the substrate body with one end side located in the holding region, and supports the liquid solution in a movable manner,
An electrical connection portion electrically connected to the electrode pattern and electrically connectable to the outside;
The electrode pattern includes a first electrode and a second electrode arranged in parallel with a predetermined interval therebetween, and the first electrode and the second electrode are externally connected via the electrical connection portion. When an alternating voltage of a predetermined frequency is applied between them, the droplet-like solution is moved in any direction along both electrodes by dielectrophoretic force ,
The electrode pattern has a holding part for temporarily holding the liquid droplet solution on the other end side,
Each of the electrodes has a semicircular shape at the other end,
The observation substrate according to claim 1, wherein the holding portion is a circular region formed by combining the other end sides of the electrodes .
請求項1記載の観察用基板において、
前記電極パターンは、前記保持領域を中心として放射状に複数設けられていることを特徴とする観察用基板。
The observation substrate according to claim 1,
An observation substrate, wherein a plurality of the electrode patterns are provided radially around the holding region.
請求項1又は2記載の観察用基板において、
前記電極パターンは、前記一端側から他端側に向かう途中で複数に分岐していることを特徴とする観察用基板。
The observation substrate according to claim 1 or 2,
The observation substrate according to claim 1, wherein the electrode pattern is branched into a plurality on the way from the one end side to the other end side.
請求項1からのいずれか1項に記載の観察用基板において、
前記基板本体の上面には、前記保持領域の周囲を囲むように前記溶液を弾く疎水性膜が形成されていることを特徴とする観察用基板。
In the observation substrate according to any one of claims 1 to 3 ,
An observation substrate, wherein a hydrophobic film that repels the solution is formed on an upper surface of the substrate body so as to surround the periphery of the holding region.
請求項記載の観察用基板において、
前記疎水性膜は、前記電極パターンの周囲を囲むように形成されていることを特徴とする観察用基板。
The observation substrate according to claim 4 ,
The substrate for observation, wherein the hydrophobic film is formed so as to surround the electrode pattern.
請求項1からのいずれか1項に記載の観察用基板において、
前記電極パターンは、薄膜状の保護膜で被膜されていることを特徴とする観察用基板。
In the observation substrate according to any one of claims 1 to 5 ,
An observation substrate, wherein the electrode pattern is coated with a thin protective film.
請求項1からのいずれか1項に記載の観察用基板と、
前記電気接続部に電気的接続され、前記電極パターンに所定周波数の交流電圧を印加する電圧印加手段と、
該電圧印加手段の作動を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする液滴供給装置。
The observation substrate according to any one of claims 1 to 6 ,
A voltage applying means that is electrically connected to the electrical connecting portion and applies an alternating voltage of a predetermined frequency to the electrode pattern;
And a control means for controlling the operation of the voltage application means.
請求項記載の液滴供給装置において、
前記液滴状の溶液を前記電極パターン上に滴下すると共に、前記制御手段により作動が制御される溶液供給手段を備えていることを特徴とする液滴供給装置。
The droplet supply device according to claim 7 , wherein
A droplet supply device comprising a solution supply unit that drops the droplet-like solution onto the electrode pattern and whose operation is controlled by the control unit.
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