JP4811752B1

JP4811752B1 - 細胞磁場計測装置

Info

Publication number: JP4811752B1
Application number: JP2010147134A
Authority: JP
Inventors: 淳河合; 弦上原; 久直尾形
Original assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Current assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: JP2012013418A

Abstract

【課題】細胞培養シャーレ内に培養された細胞から発生する超微弱磁場を測定できると共に、装置規模およびコストを小さくする。
【解決手段】細胞培養シャーレ（７）を天面（１１ａ）に載置した柱状の試料台（１１）が入り込みうる凹部（１２）をクライオスタット（１）の底面（１ａ）に設けると共に、凹部（１２）を筒状超伝導磁気シールド（５）で囲む。細胞培養シャーレ（７）に入り込みうる凸部（１３）を凹部（１２）の底面（１２ａ）に設けると共に、凸部（１３）に内部にＳＱＵＩＤセンサ（６）を設ける。
【効果】装置規模およびコストが小さくて済み、実験室レベルでの運用が容易になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、細胞磁場計測装置に関し、さらに詳しくは、細胞培養シャーレ内に培養された細胞から発生する超微弱磁場を測定できると共に装置規模およびコストが小さくて済み、実験室レベルでの運用が容易になる細胞磁場計測装置に関する。

従来、細胞培養シャーレ内に培養された細胞から発生する極微弱磁場をＳＱＵＩＤセンサで測定する「生体細胞組織の活動電位検出装置」が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−２１９１０９号公報

細胞培養シャーレ内に培養された細胞から発生する極微弱磁場を測定するためには、外部由来の磁気ノイズを高度に低減する必要がある。
このため、上記従来装置では、細胞培養シャーレ，ＳＱＵＩＤセンサおよびクライオスタットを全体的に囲繞する磁気シールドルームを設けている。
しかし、細胞培養シャーレ，ＳＱＵＩＤセンサおよびクライオスタットを全体的に囲繞する磁気シールドルームは、装置規模およびコストが大きくなるため、実験室レベルでの運用を考える場合、実施が非常に困難であった。
そこで、本発明の目的は、細胞培養シャーレ内に培養された細胞から発生する超微弱磁場を測定できると共に装置規模およびコストが小さくて済み、実験室レベルでの運用が容易になる細胞磁場計測装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、柱状であって天面（１１ａ）に細胞培養シャーレ（７）を設置しうる試料台（１１）と、前記試料台（１１）が入り込みうる凹部（１２）を底面（１ａ）に有し且つ前記凹部（１２）の底面（１２ａ）から下方に突出し前記細胞培養シャーレ（７）内に入り込みうる凸部（１３）を有するクライオスタット（１）と、前記凸部（１３）の内部に設置されたＳＱＵＩＤセンサ（６）と、前記クライオスタット（１）の内部に前記凹部（１２）の周壁（１２ｂ）を囲むように設置された筒状超伝導磁気シールド（５）と、前記クライオスタット（１）の外部に前記クライオスタット（１）の周壁（１ｂ）を囲むように設置された筒状の電波・磁気シールド（２）とを具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）を提供する。
上記第１の観点による細胞磁場計測装置（１００）では、筒状超伝導磁気シールド（５）で囲まれた凹部（１２）に試料台（１１）が入り込むため、細胞培養シャーレ（７）を含む空間のみを効率よく磁気遮蔽することが出来る。また、ＳＱＵＩＤセンサ（６）が設置された凸部（１３）が細胞培養シャーレ（７）内に入り込むため、細胞培養シャーレ（７）内の細胞（８）にＳＱＵＩＤセンサ（６）を近づけることが出来る。これにより、細胞培養シャーレ内に培養された細胞（８）から発生する超微弱磁場を測定できると共に装置規模およびコストが小さくて済み、実験室レベルでの運用が容易になる。

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による細胞磁場計測装置（１００）において、前記筒状超伝導磁気シールド（５）の上部を閉鎖するための超伝導材料製の蓋（５ａ）を具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）を提供する。
上記第２の観点による細胞磁場計測装置（１００）では、超伝導材料製の蓋（５ａ）で筒状超伝導磁気シールド（５）の上部を閉鎖するため、冷却時に筒状超伝導磁気シールド（５）の内部に捕捉される磁場を少なくすることが出来る。なお、筒状超伝導磁気シールド（５）の内部に捕捉された磁場が多いと、筒状超伝導磁気シールド（５）の振動が計測に悪影響を与える可能性があるので、筒状超伝導磁気シールド（５）の内部に捕捉される磁場をできるだけ少なくすることが好ましい。

第３の観点では、本発明は、前記第１または第２の観点による細胞磁場計測装置（１００）において、前記ＳＱＵＩＤセンサ（６）から前記クライオスタット（１）の外部へ導出するケーブル（３）を通すための超伝導材料製の螺旋状パイプ（４）を前記クライオスタット（１）の内部に具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）を提供する。
上記第３の観点による細胞磁場計測装置（１００）では、ケーブル（３）を超伝導材料製の螺旋状パイプ（４）に通すため、磁場が筒状超伝導磁気シールド（５）の内部を通りにくくなり、冷却時に筒状超伝導磁気シールド（５）の内部に捕捉される磁場を少なくすることが出来る。

第４の観点では、本発明は、前記第１から第３のいずれかの観点による細胞磁場計測装置（１００）において、前記試料台（１１）の天面（１１ａ）から上方を光学的に観察するための光ファイバスコープ（９）を具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）を提供する。
上記第４の観点による細胞磁場計測装置（１００）では、光ファイバスコープ（９）を用いて、細胞培養シャーレ（４）の底面や，細胞培養シャーレ（４）内の細胞（８）や，細胞培養シャーレ（４）と凸部（１３）の位置関係を観察することが出来る。

第５の観点では、本発明は、前記第１から第４のいずれかの観点による細胞磁場計測装置（１００）において、前記試料台（１１）の天面（１１ａ）の温度を調整するための温調流体流路（１５）を具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）を提供する。
上記第５の観点による細胞磁場計測装置（１００）では、温調流体流路（１５）に温調流体を流すことにより、細胞培養シャーレ（４）の温度を細胞（８）に対して適温に保つことが出来る。

本発明の細胞磁場計測装置によれば、細胞培養シャーレ内に培養された細胞から発生する超微弱磁場を測定できる。また、装置規模およびコストが小さくて済み、実験室レベルでの運用が容易になる。

実施例１に係る細胞磁気計測装置を示す正面図である。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

−実施例１−
図１は、実施例１に係る細胞磁気計測装置１００を示す構成説明図である。
この細胞磁気計測装置１００は、円柱状であって天面１１ａに細胞培養シャーレ７を設置しうる試料台１１と、試料台１１が入り込みうる凹部１２を底面１ａに有し且つ凹部１２の底面１２ａから下方に突出し細胞培養シャーレ７内に入り込みうる凸部１３を有するクライオスタット１と、凸部１３の内部に設置されたＳＱＵＩＤセンサ６と、凹部１２の周壁１２ｂを囲むようにクライオスタット１の内部に設置された円筒状超伝導磁気シールド５と、クライオスタット１の外部にクライオスタット１の周壁１ｂを囲むように設置された円筒状の電波・磁気シールド２とを具備している。

円筒状超伝導磁気シールド５の上部は、超伝導材料製の蓋５ａで閉鎖されている。
蓋５ａには、超伝導材料製の螺旋状パイプ４が取り付けられている。
超伝導材料製の螺旋状パイプ４には、ＳＱＵＩＤセンサ６からクライオスタット１の外部へ導出するケーブル３が通されている。

試料台１１の内部には、試料台１１の天面１１ａから上方を光学的に観察するための光ファイバスコープ９が設置されている。光ファイバスコープ９に光ファイバ９ａで接続されたモニタ１０上に、細胞培養シャーレ７内の細胞８の画像８ｉや，凸部１３の先端面の画像１３ｉが表示される。

さらに、試料台１１の内部には、試料台１１の天面１１ａの温度を調整するための温調流体流路１５が形成されている。

クライオスタット１は、真空断熱された外容器と内容器とからなり、内容器に液体ヘリウムまたは液体窒素を貯留し、ＳＱＵＩＤセンサ６および筒状超伝導磁気シールド５を冷却する。

電波・磁気シールド２は、導体製の電波シールド２ａと高透磁率材料製の磁気シール２ｂとからなっている。

細胞培養シャーレ７は、例えば外径５ｃｍ，内径４．６ｃｍ，高さ１ｃｍである。
凹部１２は、例えば内径６ｃｍ，深さ２０ｃｍである。
凸部１３は、例えば外径４ｃｍ，高さ５ｃｍである。
円筒状超伝導磁気シールド５は、例えば内径１０ｃｍ，長さ３０ｃｍである。

実施例１の細胞磁気計測装置１００によれば次の効果が得られる。
（１）円筒状超伝導磁気シールド５で囲まれた凹部１２に試料台１１が入り込むため、細胞培養シャーレ７を含む空間のみを効率よく磁気遮蔽することが出来る。
（２）ＳＱＵＩＤセンサ６が設置された凸部１３が細胞培養シャーレ７内に入り込むため、細胞培養シャーレ７内の細胞８にＳＱＵＩＤセンサ６を近づけることが出来る。
（３）超伝導材料製の蓋５ａで筒状超伝導磁気シールド５の上部を閉鎖するため、冷却時に筒状超伝導磁気シールド５の内部に捕捉される磁場を少なくすることが出来る。
（４）ケーブル３を超伝導材料製の螺旋状パイプ４に通すため、磁場が筒状超伝導磁気シールド５の内部を通りにくくなり、冷却時に筒状超伝導磁気シールド５の内部に捕捉される磁場を少なくすることが出来る。
（５）光ファイバスコープ９を用いて、細胞培養シャーレ４の底面や，細胞培養シャーレ４内の細胞８や，細胞培養シャーレ４と凸部１３の位置関係を観察することが出来る。
（６）温調流体流路１５に温調流体を流すことにより、細胞培養シャーレ４の温度を細胞８に対して適温に保つことが出来る。
（７）以上により、細胞培養シャーレ７内に培養された細胞８から発生する超微弱磁場を測定できると共に、装置規模およびコストが小さくて済み、実験室レベルでの運用が容易になる。

本発明の細胞磁気計測装置は、例えばｉｐｓ細胞の研究などに利用できる。

１クライオスタット
１ａクライオスタットの底面
２電波・磁気シールド
２ａ電波シールド
２ｂ磁気シールド
３ケーブル
４螺旋状パイプ
５筒状超伝導磁気シールド
５ａ蓋
６ＳＱＵＩＤ
７細胞培養シャーレ
８細胞
８ｉ細胞の画像
９光ファイバスコープ
９ａ光ファイバ
１０モニタ
１１試料台
１１ａ試料台の天面
１２凹部
１２ａ凹部の底面
１２ｂ凹部の周面
１３凸部
１３ｉ凸部の画像
１００細胞磁気計測装置

Claims

柱状であって天面（１１ａ）に細胞培養シャーレ（７）を設置しうる試料台（１１）と、前記試料台（１１）が入り込みうる凹部（１２）を底面（１ａ）に有し且つ前記凹部（１２）の底面（１２ａ）から下方に突出し前記細胞培養シャーレ（７）内に入り込みうる凸部（１３）を有するクライオスタット（１）と、前記凸部（１３）の内部に設置されたＳＱＵＩＤセンサ（６）と、前記クライオスタット（１）の内部に前記凹部（１２）の周壁（１２ｂ）を囲むように設置された筒状超伝導磁気シールド（５）と、前記クライオスタット（１）の外部に前記クライオスタット（１）の周壁（１ｂ）を囲むように設置された筒状の電波・磁気シールド（２）とを具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）。
請求項１に記載の細胞磁場計測装置（１００）において、前記筒状超伝導磁気シールド（５）の上部を閉鎖するための超伝導材料製の蓋（５ａ）を具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）。
請求項１または請求項２に記載の細胞磁場計測装置（１００）において、前記ＳＱＵＩＤセンサ（６）から前記クライオスタット（１）の外部へ導出するケーブル（３）を通すための超伝導材料製の螺旋状パイプ（４）を前記クライオスタット（１）の内部に具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の細胞磁場計測装置（１００）において、前記試料台（１１）の天面（１１ａ）から上方を光学的に観察するための光ファイバスコープ（９）を具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の細胞磁場計測装置（１００）において、前記試料台（１１）の天面（１１ａ）の温度を調整するための温調流体流路（１５）を具備したことを特徴とする細胞磁場計測装置（１００）。