JP5389706B2

JP5389706B2 - Impedance measurement system and impedance measurement method

Info

Publication number: JP5389706B2
Application number: JP2010059423A
Authority: JP
Inventors: 真工藤; 俊介柳沢; 雅明小林
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP2011191257A

Description

本発明は、細胞や組織などの培養体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定システムおよびインピーダンス測定方法に関するものである。 The present invention relates to an impedance measurement system and an impedance measurement method for measuring the impedance of a culture such as a cell or tissue.

この種のインピーダンス測定システムとして、下記特許文献に開示されたインピーダンス測定システム（培養容器とインピーダンス測定装置とで構成される測定システム）が知られている。このインピーダンス測定装置は、培養体が培養されている培養容器が収容されたインキュベータの外部に配設されると共に、プローブを介して参照電極に接続され、かつ他のプローブを介して他の引出電極（作用電極に接続される電極）に接続され、さらに他のプローブを介して他の引出電極（カウンター電極（対電極）に接続される電極）に接続されている。このインピーダンス測定装置で使用される培養容器は、円筒状ガラスリングで構成されたクローニングリングと、片面全体にＩＴＯ（インジウム−酸化スズ）が蒸着されたガラス板で構成されたＩＴＯ電極（以下、作用電極ともいう）とを備え、作用電極（ＩＴＯ蒸着面）の中央に、クローニングリングの一方の端部側をエポキシ系接着剤で接着して固定することによって構成されている。 As this type of impedance measurement system, an impedance measurement system (a measurement system including a culture vessel and an impedance measurement device) disclosed in the following patent document is known. This impedance measuring device is disposed outside the incubator in which the culture vessel in which the culture body is cultured is accommodated, connected to the reference electrode via the probe, and another extraction electrode via the other probe It is connected to (electrode connected to the working electrode), and further connected to another extraction electrode (electrode connected to the counter electrode (counter electrode)) via another probe. The culture vessel used in this impedance measuring apparatus has a cloning ring composed of a cylindrical glass ring and an ITO electrode composed of a glass plate with ITO (indium-tin oxide) deposited on the entire surface (hereinafter referred to as action). And is also constituted by adhering and fixing one end side of the cloning ring with an epoxy-based adhesive at the center of the working electrode (ITO deposition surface).

また、このインピーダンス測定装置においては、この構成の培養容器に対してその上方に絶縁材料で形成された電極固定器が配設されて、参照電極は、下端が培養容器の上部開口部から培養容器内に進入した状態でこの電極固定器に固定され、作用電極に接続される引出電極は、培養容器の外部において下端が作用電極に連結された状態で電極固定器に固定され、対電極に接続される引出電極は、下端が培養容器の上部開口部から培養容器内に進入した状態で電極固定器に固定されている。 Further, in this impedance measuring apparatus, an electrode fixture formed of an insulating material is disposed above the culture vessel having this configuration, and the lower end of the reference electrode extends from the upper opening of the culture vessel. The extraction electrode, which is fixed to this electrode fixture while entering the inside and connected to the working electrode, is fixed to the electrode fixture with the lower end connected to the working electrode outside the culture vessel and connected to the counter electrode. The extracted electrode is fixed to the electrode fixture with its lower end entering the culture vessel from the upper opening of the culture vessel.

この構成のインピーダンス測定システムでは、一対の引出電極間（つまり、作用電極と対電極との間）に一対のプローブを介して任意の周波数の交流電圧（交流信号）を供給（印加）しつつ、参照電極と一方の引出電極との間（つまり、参照電極と作用電極との間）を流れる交流電流を一対のプローブを介して検出することにより、培養容器の底面（作用電極の表面）に接着した細胞のインピーダンスを３端子法によって測定する。 In the impedance measurement system of this configuration, while supplying (applying) an AC voltage (AC signal) of an arbitrary frequency between a pair of extraction electrodes (that is, between a working electrode and a counter electrode) via a pair of probes, Adhesion to the bottom of the culture vessel (the surface of the working electrode) by detecting the alternating current flowing between the reference electrode and one extraction electrode (that is, between the reference electrode and the working electrode) through a pair of probes The impedance of the obtained cells is measured by the three-terminal method.

特開２００５−８０５２２号公報（第４−５頁、第１図）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-80522 (page 4-5, FIG. 1)

ところが、この従来のインピーダンス測定システムには、以下の改善すべき課題が存在している。すなわち、このインピーダンス測定システムでは、培養容器の上端が開口しているため、インキュベータ内に雑菌やごみなどが侵入した場合に、培養容器内の細胞や組織などの培養体が汚染される虞があるという課題が存在している。また、インピーダンス測定を行う培養体を変更する場合には、測定が完了した培養容器から参照電極および対電極が連結された引出電極を引き抜いて、新たに測定する培養体が培養されている培養容器にこれらの電極を入れる作業が必要となるため、複数の培養体のインピーダンスを測定するのに要する時間が長くなるという課題が存在している。 However, this conventional impedance measurement system has the following problems to be improved. That is, in this impedance measurement system, since the upper end of the culture container is open, there is a risk that culture bodies such as cells and tissues in the culture container will be contaminated when germs or dust enter the incubator. There is a problem. In addition, when changing the culture body for impedance measurement, the culture container in which the culture body to be newly measured is cultured by pulling out the extraction electrode connected to the reference electrode and the counter electrode from the culture container in which the measurement has been completed. Therefore, there is a problem that it takes a long time to measure the impedance of a plurality of cultures.

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、雑菌などによる培養体の汚染を回避しつつ、複数の培養体のインピーダンス測定に要する時間を短縮し得るインピーダンス測定システムおよびインピーダンス測定方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made to improve such a problem, and provides an impedance measurement system and an impedance measurement method capable of shortening the time required for impedance measurement of a plurality of cultures while avoiding contamination of the cultures by various bacteria. The main purpose is to provide.

上記目的を達成すべく請求項１記載のインピーダンス測定システムは、複数のウェルの各周壁を構成する筒状体が上壁を貫通しかつ整列状態で当該上壁に配設された容器本体と、前記複数の筒状体の下端に取り付けられて前記各ウェルの底壁を構成する作用電極が形成された一枚の板体と、前記容器本体に着脱自在に装着されて前記複数の筒状体の上部開口部を閉塞する蓋体と、前記蓋体を貫通し、かつ上端が前記蓋体の上面に露出した状態で当該蓋体に取り付けられると共に、当該蓋体が前記容器本体に装着された状態において前記ウェルの外部に位置して下端が前記作用電極と電気的に接触する１または２以上の柱状電極と、前記蓋体を貫通し、かつ上端が前記蓋体の上面に露出した状態で当該蓋体に取り付けられると共に、当該蓋体が前記容器本体に装着された状態において下端が前記各ウェルのうちの対応するウェル内に進入する柱状の複数の参照電極と、前記蓋体を貫通し、かつ上端が前記蓋体の上面に露出した状態で当該蓋体に取り付けられると共に、当該蓋体が前記容器本体に装着された状態において下端が前記各ウェルのうちの対応するウェル内に進入する柱状の対電極とを備えた培養容器と、一対の出力端子間に測定用交流電圧を出力すると共に、一対の入力端子間に入力される交流電流を検出して、当該測定用交流電圧と当該検出した交流電流とに基づいて当該一対の入力端子間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置と、インキュベータ内に配設されると共に当該インキュベータ内に規定された検査位置に配設された前記培養容器の前記蓋体に取り付けられた前記各柱状電極、前記各参照電極および前記各対電極に一対一で対応する複数のプローブが下面に立設されたプローブヘッドと、前記インキュベータ内に配設されて、前記プローブヘッドを前記培養容器の上方において支持すると共に当該培養容器に対して接離動させる接離動機構と、前記インキュベータ内に配設されて前記プローブヘッドの前記各プローブと配線を介して接続されると共に、当該各プローブのうちの測定対象とする培養体が収容されている１つの前記ウェル内に進入する前記対電極と接触するプローブに接続されている前記配線を前記インピーダンス測定装置の前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子に接続し、当該１つのウェル内に進入する前記参照電極と接触するプローブに接続されている前記配線を前記インピーダンス測定装置の前記一対の入力端子のうちの一方の入力端子に接続し、かつ前記柱状電極のうちの当該１つのウェルに対して予め規定された柱状電極と接触するプローブに接続されている前記配線を当該一対の出力端子のうちの他方の出力端子および当該一対の入力端子のうちの他方の入力端子に接続する切替部とを備えている。 In order to achieve the above object, the impedance measuring system according to claim 1, wherein the cylindrical body constituting each peripheral wall of the plurality of wells penetrates the upper wall and is arranged on the upper wall in an aligned state; A plurality of cylindrical bodies attached to the lower ends of the plurality of cylindrical bodies and having a working electrode forming the bottom wall of each well; and the plurality of cylindrical bodies detachably attached to the container body A lid that closes the upper opening of the lid, and is attached to the lid with the upper end exposed on the top surface of the lid, and the lid is attached to the container body In a state in which the lower end is located outside the well and the lower end thereof is in electrical contact with the working electrode, one or more columnar electrodes, the lid is penetrated, and the upper end is exposed on the upper surface of the lid It is attached to the lid and the lid is A plurality of columnar reference electrodes whose lower ends enter the corresponding wells of the respective wells in the state where they are attached to the container body, and the upper ends are exposed on the upper surfaces of the lids. A culture vessel provided with a columnar counter electrode that is attached to the lid body in a state and has a lower end that enters the corresponding well of the wells when the lid body is attached to the container body; A measurement AC voltage is output between the pair of output terminals, an AC current input between the pair of input terminals is detected, and the pair of inputs is based on the measurement AC voltage and the detected AC current. An impedance measuring device for measuring the impedance between the terminals, and the lid of the culture vessel disposed in the incubator and disposed at the inspection position defined in the incubator. A plurality of probes each having a one-to-one correspondence with each columnar electrode, each reference electrode, and each counter electrode mounted on the lower surface; and a probe head disposed in the incubator, A contact / separation mechanism that supports the culture vessel above and in contact with and separates from the culture vessel, and is disposed in the incubator and connected to the probes of the probe head via wires. The wiring connected to the probe that contacts the counter electrode that enters the well in which the culture body to be measured among the probes is accommodated is connected to the pair of outputs of the impedance measuring device. The wiring connected to the probe connected to the reference electrode which is connected to one output terminal of the terminals and enters the one well Is connected to one input terminal of the pair of input terminals of the impedance measuring device, and is connected to a probe that is in contact with a columnar electrode defined in advance for the one well of the columnar electrode. And a switching unit for connecting the wiring to the other output terminal of the pair of output terminals and the other input terminal of the pair of input terminals.

また、請求項２記載のインピーダンス測定方法は、複数のウェルの各周壁を構成する筒状体が上壁を貫通しかつ整列状態で当該上壁に配設された容器本体と、上面に作用電極が形成されると共に前記複数の筒状体の下端に取り付けられて前記各ウェルの底壁を構成する一枚の板体と、前記容器本体に着脱自在に装着されて前記複数の筒状体の上部開口部を閉塞する蓋体と、前記蓋体を貫通し、かつ上端が前記蓋体の上面に露出した状態で当該蓋体に取り付けられると共に、当該蓋体が前記容器本体に装着された状態において前記ウェルの外部に位置して下端が前記作用電極と電気的に接触する１または２以上の柱状電極と、前記蓋体を貫通し、かつ上端が前記蓋体の上面に露出した状態で当該蓋体に取り付けられると共に、当該蓋体が前記容器本体に装着された状態において下端が前記各ウェルのうちの対応するウェル内に進入する柱状の複数の参照電極と、前記蓋体を貫通し、かつ上端が前記蓋体の上面に露出した状態で当該蓋体に取り付けられると共に、当該蓋体が前記容器本体に装着された状態において下端が前記各ウェルのうちの対応するウェル内に進入する柱状の対電極とを備えた培養容器をインキュベータ内に規定された検査位置に配置し、前記蓋体に取り付けられた前記柱状電極、前記参照電極および前記対電極に、プローブヘッドの下面に立設されたプローブを接触させると共に、当該プローブヘッドとインピーダンス測定装置とを切替部を介して接続し、前記切替部に対する制御を実行して前記複数のウェルのうちの測定対象とする培養体が収容されている１つの前記ウェル内に進入する前記対電極を前記インピーダンス測定装置の測定用交流電圧を出力する一対の出力端子のうちの一方の出力端子に接続し、かつ当該１つのウェル内に進入する前記参照電極と接触するプローブを前記インピーダンス測定装置の前記一対の入力端子のうちの一方の入力端子に接続し、かつ前記柱状電極のうちの当該１つのウェルに対して予め規定された柱状電極を当該一対の出力端子のうちの他方の出力端子および当該一対の入力端子のうちの他方の入力端子に接続すると共に、前記インピーダンス測定装置で前記一対の入力端子の一方の入力端子に接続されている前記参照電極と前記他方の入力端子に接続されている前記柱状電極が接触する前記作用電極との間に存在している前記培養体のインピーダンスを測定する処理を、前記切替部に対する制御を実行して前記一方の出力端子および前記一方の入力端子にそれぞれ接続される前記対電極および前記参照電極を切り替えつつ、すべての前記ウェルに収容されている前記培養体に対して実行する。 The impedance measuring method according to claim 2 is a container body in which a cylindrical body constituting each peripheral wall of a plurality of wells penetrates the upper wall and is arranged on the upper wall, and a working electrode on the upper surface. And a single plate body which is attached to the lower ends of the plurality of cylindrical bodies and constitutes the bottom wall of each well, and is detachably attached to the container body to form the plurality of cylindrical bodies. A lid that closes the upper opening, and a state that the lid is attached to the lid body while penetrating the lid body and having an upper end exposed on the upper surface of the lid body, and the lid body is attached to the container body 1 or two or more columnar electrodes that are located outside the well and have a lower end in electrical contact with the working electrode, and in a state where the upper end is exposed on the upper surface of the lid. The lid is attached to the lid and the lid is the container. In a state where the lower end is attached to the main body, the plurality of columnar reference electrodes entering the corresponding wells of the wells, and the upper end are exposed on the upper surface of the lid body. A culture vessel having a columnar counter electrode attached to the lid body and having a lower end entering the corresponding well of the wells in a state where the lid body is mounted on the container body. A probe placed on the lower surface of the probe head is brought into contact with the columnar electrode, the reference electrode, and the counter electrode, which are arranged at a prescribed inspection position and attached to the lid, and impedance measurement is performed with the probe head. One in which a culture body to be measured is selected from among the plurality of wells by connecting a device to the switching unit and executing control on the switching unit. The counter electrode that enters the well is connected to one output terminal of a pair of output terminals that outputs the measurement AC voltage of the impedance measuring device, and the reference electrode that enters the one well The contacting probe is connected to one input terminal of the pair of input terminals of the impedance measuring device, and the columnar electrodes defined in advance for the one well of the columnar electrodes are output to the pair of outputs. The reference electrode connected to one input terminal of the pair of input terminals in the impedance measuring device and connected to the other output terminal of the terminals and the other input terminal of the pair of input terminals Measure the impedance of the culture that exists between the columnar electrode connected to the other input terminal and the working electrode The culture is accommodated in all the wells while switching the counter electrode and the reference electrode connected to the one output terminal and the one input terminal by executing control on the switching unit, respectively. Run against the body.

請求項１記載のインピーダンス測定システムおよび請求項２記載のインピーダンス測定方法によれば、ウェルが複数形成された容器本体に対して、各ウェルの底壁として機能する１つの作用電極と電気的に接触する柱状電極、並びに下端がそれぞれウェル内に進入する参照電極および対電極が各ウェルに対応して取り付けられた蓋体を装着して、各ウェルを閉塞する構成としたことにより、蓋体で各ウェルを閉塞しつつ、蓋体に取り付けられた柱状電極、参照電極および対電極を使用して各ウェル内で培養されている培養体のインピーダンスを測定することができる。したがって、このインピーダンス測定システムによれば、培養容器の外部からの雑菌やごみなどの培養容器内（具体的には各ウェル内）への侵入を蓋体の装着によって大幅に低減して、雑菌等による汚染を十分に回避しつつ、各ウェル内の培養体のインピーダンスを測定することができる。また、このインピーダンス測定システムによれば、１つの培養容器に形成された複数のウェル内の培養体についてのインピーダンスを連続して測定することができるため、１つの培養体についてのインピーダンスの測定の都度、培養容器を交換する従来の構成と比較して、複数の培養体のインピーダンス測定に要する時間を大幅に短縮することができる。 According to the impedance measurement system according to claim 1 and the impedance measurement method according to claim 2, the container body in which a plurality of wells are formed is in electrical contact with one working electrode that functions as the bottom wall of each well. The columnar electrode, and the reference electrode and the counter electrode whose lower ends respectively enter the wells are attached to the lids corresponding to the respective wells, so that each well is closed. While closing the well, the impedance of the culture cultured in each well can be measured using the columnar electrode, the reference electrode, and the counter electrode attached to the lid. Therefore, according to this impedance measurement system, invasion of germs and garbage from the outside of the culture container into the culture container (specifically, within each well) is greatly reduced by attaching the lid, so that germs etc. The impedance of the culture in each well can be measured while sufficiently avoiding contamination due to. Further, according to this impedance measurement system, the impedance of a culture in a plurality of wells formed in one culture vessel can be continuously measured. Compared with the conventional configuration in which the culture vessel is replaced, the time required for impedance measurement of a plurality of cultures can be greatly shortened.

インピーダンス測定システムＭＳの構成を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of impedance measurement system MS. 培養容器１の構成を説明するための分解斜視図である。3 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the culture vessel 1. FIG. 蓋体３を装着した状態（柱状電極５と作用電極１６とが非接触状態）での培養容器１の構成を説明するための図２におけるＷ−Ｗ線断面図である。It is the WW sectional view taken on the line in FIG. 2 for demonstrating the structure of the culture container 1 in the state with which the cover body 3 was mounted | worn (the columnar electrode 5 and the working electrode 16 are non-contact states). 蓋体を装着した状態（柱状電極５と作用電極１６とが接触状態）での培養容器１の構成を説明するための図２におけるＷ−Ｗ線断面図である。It is the WW sectional view taken on the line in FIG. 2 for demonstrating the structure of the culture container 1 in the state which mounted | wore the column body 5 and the working electrode 16 (contact state).

以下、添付図面を参照して、インピーダンス測定システムおよびインピーダンス測定方法の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of an impedance measurement system and an impedance measurement method will be described with reference to the accompanying drawings.

最初に、インピーダンス測定システムＭＳおよびインピーダンス測定方法で使用される培養容器１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。 First, the configuration of the culture vessel 1 used in the impedance measurement system MS and the impedance measurement method will be described with reference to FIGS.

培養容器１は、図１，２，３，４に示すように、容器本体２、蓋体３、ウェル４、柱状電極５、参照電極６、対電極７および付勢部材８（図３参照）を備えている。 As shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4, the culture vessel 1 includes a vessel body 2, a lid 3, a well 4, a columnar electrode 5, a reference electrode 6, a counter electrode 7, and a biasing member 8 (see FIG. 3). It has.

容器本体２は、図２，３に示すように、ウェル４を構成する筒状体１３が複数形成された１つの容器本体２と、一点鎖線で示される後述の各領域Ｄ内に参照電極６および対電極７の組がそれぞれ配設されると共に、領域Ｄ外に１または２以上（本例では一例として２つ）の柱状電極５が配設された１つの蓋体３とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the container main body 2 includes a single container main body 2 in which a plurality of cylindrical bodies 13 constituting the well 4 are formed, and a reference electrode 6 in each region D described later indicated by a one-dot chain line. And a pair of counter electrodes 7, and one lid body 3 in which one or more (two in this example, two) columnar electrodes 5 are disposed outside the region D. Has been.

具体的には、容器本体２は、絶縁性を有する合成樹脂材料を用いて、一例として筒状（本例では四角筒状）に形成された側壁１１と、側壁１１の上部にこの側壁１１の上部開口部を覆うようにして配設された上壁１２を備えて構成されている。この上壁１２には、複数のウェル４の各周壁を構成する筒状体１３が上壁１２を貫通し、かつ整列状態で配設されている。この各筒状体１３の上端は、側壁１１の上端と面一となるように規定されている。また、上壁１２には、蓋体３の後述する円筒状突起２６が挿通される挿通孔１４が円筒状突起２６と同数形成されている。また、平面視した状態において、すべての筒状体１３およびすべての挿通孔１４を含む大きさ（本例では側壁１１の平面形状よりも若干小さい四角形）に形成された１枚の板体１５が、容器本体２の内部における二点鎖線で示される位置に、すべての筒状体１３の下端に上面が密着した状態で取り付けられて配設されている。本例では、一例として板体１５は、ガラス板で構成されている。また、板体１５の上面全体には、ＩＴＯ（インジウム−酸化スズ）が蒸着されて作用電極１６が形成されている。この構成により、容器本体２には、筒状体１３を周壁とし、かつ板体１５を共通の底壁とするウェル４が、筒状体１３と同数（本例では４つ）形成されている。 Specifically, the container body 2 is made of a synthetic resin material having insulating properties, and as an example, a side wall 11 formed in a cylindrical shape (in this example, a rectangular cylindrical shape), and an upper portion of the side wall 11 is provided with An upper wall 12 is provided so as to cover the upper opening. A cylindrical body 13 constituting each peripheral wall of the plurality of wells 4 passes through the upper wall 12 and is arranged in an aligned state on the upper wall 12. The upper end of each cylindrical body 13 is defined to be flush with the upper end of the side wall 11. Further, the upper wall 12 is formed with the same number of insertion holes 14 as the cylindrical projections 26 through which the cylindrical projections 26 described later of the lid 3 are inserted. Further, in a state in plan view, one plate body 15 formed in a size including all the cylindrical bodies 13 and all the insertion holes 14 (in this example, a square slightly smaller than the planar shape of the side wall 11) At the position indicated by the two-dot chain line inside the container body 2, it is attached and disposed with the upper surfaces thereof being in close contact with the lower ends of all the cylindrical bodies 13. In this example, the plate 15 is made of a glass plate as an example. In addition, ITO (indium-tin oxide) is deposited on the entire top surface of the plate 15 to form the working electrode 16. With this configuration, the same number (four in this example) of wells 4 having the cylindrical body 13 as the peripheral wall and the plate body 15 as the common bottom wall are formed in the container body 2. .

蓋体３は、絶縁性を有する合成樹脂材料を用いて、一例として、平面視四角形に形成された上壁２１、およびその周囲に立設された側壁２２を備えて薄皿状に形成されて、容器本体２の上部に着脱自在に装着される。また、蓋体３の上壁２１には、容器本体２に形成された各筒状体１３の上部開口部（つまり、ウェル４の上部開口部）の位置に対応する領域Ｄ内に参照電極６および対電極７の組がそれぞれ配設されている。また、蓋体３の上壁２１には、一例として、２つのウェル４毎（ウェル４の一列毎）に１つの柱状電極５が予め規定されて領域Ｄの外側の所定に配設されている。つまり、本例では培養容器１にウェル４が４つ形成されているため、２つの柱状電極５が上壁２１に配設されている。この場合、１つの柱状電極５に対応する２つのウェル４内に挿入される参照電極６および対電極７については、対応するこの柱状電極５が最も近い柱状電極となるように、柱状電極５の位置が規定されている。 The lid 3 is formed in a thin dish shape using an insulating synthetic resin material, for example, having an upper wall 21 formed in a square shape in plan view and a side wall 22 erected around the upper wall 21. The container body 2 is detachably attached to the upper part. Further, on the upper wall 21 of the lid 3, the reference electrode 6 is located in a region D corresponding to the position of the upper opening of each cylindrical body 13 formed in the container body 2 (that is, the upper opening of the well 4). And a set of counter electrodes 7 are provided. In addition, on the upper wall 21 of the lid 3, as an example, one columnar electrode 5 is defined in advance for each of the two wells 4 (each row of the wells 4) and is disposed in a predetermined manner outside the region D. . That is, in this example, since four wells 4 are formed in the culture vessel 1, two columnar electrodes 5 are disposed on the upper wall 21. In this case, for the reference electrode 6 and the counter electrode 7 inserted into the two wells 4 corresponding to one columnar electrode 5, the columnar electrode 5 is arranged so that the corresponding columnar electrode 5 becomes the closest columnar electrode. The position is specified.

具体的には、図３に示すように、蓋体３には、複数の柱状電極５用の挿通孔２３、複数の参照電極６用の挿通孔２４および複数の対電極７用の挿通孔２５が形成されている。また、上壁２１の下面における挿通孔２３の周囲には、内部空間が挿通孔２３と連通する筒状突起（本例では一例として円筒状突起であるため、以下「円筒状突起」ともいう）２６が上壁２１の下面に対して直角に下方に向けて起立した状態で形成されている。 Specifically, as shown in FIG. 3, the lid 3 has a plurality of insertion holes 23 for the columnar electrodes 5, a plurality of insertion holes 24 for the reference electrodes 6, and a plurality of insertion holes 25 for the counter electrodes 7. Is formed. Further, around the insertion hole 23 on the lower surface of the upper wall 21, a cylindrical protrusion whose internal space communicates with the insertion hole 23 (in this example, a cylindrical protrusion as an example, hereinafter, also referred to as “cylindrical protrusion”). 26 is formed in a state where it stands vertically downward with respect to the lower surface of the upper wall 21.

円筒状突起２６の内部には、図３に示すように、柱状電極５が貫通した状態で装着されると共に、付勢部材８としてのコイルスプリング（以下、「スプリング８」ともいう）が柱状電極５に外嵌された状態で収容されている。本例では、円筒状突起２６におけるスプリング８が収容される上側領域（挿通孔２３に直接連通する領域）Ｂ１の内径は、挿通孔２３の内径と同一径で、かつスプリング８の外径よりも大径であって、後述する柱状電極５における中径円柱部５ｂが摺動自在に挿入可能となるように、中径円柱部５ｂの外径よりも若干大径に形成されている。また、円筒状突起２６の下側領域Ｂ２の内径は、柱状電極５をその軸線方向（上下方向）に沿ってガタの少ない状態で進退動自在にガイドし得るように、つまり、小径円柱部５ａが下側領域Ｂ２内で摺動しつつ移動するように、小径円柱部５ａの直径よりも若干大径に形成されている。 As shown in FIG. 3, the columnar electrode 5 is mounted inside the cylindrical protrusion 26, and a coil spring (hereinafter also referred to as “spring 8”) as the urging member 8 is mounted on the columnar electrode. 5 is housed in a state of being externally fitted. In this example, the inner diameter of the upper region B1 (region directly communicating with the insertion hole 23) B1 in the cylindrical protrusion 26 is the same as the inner diameter of the insertion hole 23 and is larger than the outer diameter of the spring 8. It has a large diameter and is slightly larger than the outer diameter of the medium-diameter cylindrical portion 5b so that the medium-diameter cylindrical portion 5b in the columnar electrode 5 described later can be slidably inserted. Further, the inner diameter of the lower region B2 of the cylindrical projection 26 is such that the columnar electrode 5 can be guided to move forward and backward with little backlash along its axial direction (vertical direction), that is, the small-diameter cylindrical portion 5a. Is formed to have a slightly larger diameter than the diameter of the small-diameter cylindrical portion 5a so as to move while sliding in the lower region B2.

柱状電極５は、下端が尖塔状に形成された長尺な小径円柱部５ａ、小径円柱部５ａの上端に形成された中径円柱部５ｂ、中径円柱部５ｂの上端に形成された大径円柱部５ｃおよび小径円柱部５ａの外周面に突出して配設されたストッパピン５ｄを備え、小径円柱部５ａ、中径円柱部５ｂおよび大径円柱部５ｃの各軸線が一致して構成されている。この場合、小径円柱部５ａは、その外径が円筒状突起２６における下側領域Ｂ２の内径よりも若干小径に形成されている。中径円柱部５ｂは、その外径が小径円柱部５ａよりも大径であって、かつ円筒状突起２６における上側領域Ｂ１の内径よりも若干小径に形成されている。また、中径円柱部５ｂは、その長さが後述する距離Ｌよりも長く規定されている。大径円柱部５ｃは、その外径が中径円柱部５ｂの外径および挿通孔２３の内径よりも大径な偏平形状に形成されている。 The columnar electrode 5 has a long small diameter cylindrical portion 5a with a lower end formed in a spire shape, a medium diameter cylindrical portion 5b formed at the upper end of the small diameter cylindrical portion 5a, and a large diameter formed at the upper end of the medium diameter cylindrical portion 5b. A stopper pin 5d is provided so as to protrude from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 5c and the small-diameter cylindrical portion 5a, and each axis of the small-diameter cylindrical portion 5a, the medium-diameter cylindrical portion 5b, and the large-diameter cylindrical portion 5c is configured to coincide. Yes. In this case, the small-diameter column portion 5 a is formed so that its outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the lower region B <b> 2 in the cylindrical protrusion 26. The medium-diameter column portion 5b has an outer diameter larger than that of the small-diameter column portion 5a, and is slightly smaller than the inner diameter of the upper region B1 in the cylindrical protrusion 26. The length of the medium diameter cylindrical portion 5b is defined to be longer than the distance L described later. The large diameter cylindrical portion 5 c is formed in a flat shape whose outer diameter is larger than the outer diameter of the medium diameter cylindrical portion 5 b and the inner diameter of the insertion hole 23.

この柱状電極５は、一例として、以下の手順で蓋体３に取り付けられている。まず、小径円柱部５ａの外周面からストッパピン５ｄを外し、この状態において、この小径円柱部５ａにその先端側からスプリング８を外嵌させる。次いで、柱状電極５を挿通孔２３内に小径円柱部５ａの先端側から進入させて、挿通孔２３内に押し込む（挿入する）ことにより、小径円柱部５ａの先端側を円筒状突起２６から下方に突出させる。この際に、小径円柱部５ａに外嵌されたスプリング８は、円筒状突起２６の上側領域Ｂ１の内部に挿入され、スプリング８の下端側が円筒状突起２６の内周面における上側領域Ｂ１と下側領域Ｂ２との境界部分に形成された段差に当接する。このため、柱状電極５をさらに挿通孔２３内に挿入したときには、スプリング８が押し縮められる結果、柱状電極５にはスプリング８から上方に向かう付勢力が作用するが、この付勢力に抗して、柱状電極５の中径円柱部５ｂの下端側が挿通孔２３に若干進入して、大径円柱部５ｃが蓋体３の上壁２１と当接する位置まで柱状電極５を押し込む。最後に、この状態において、円筒状突起２６の下端から突出している小径円柱部５ａの外周面にストッパピン５ｄを取り付ける（例えば、小径円柱部５ａの外周面に取付穴を形成しておき、この穴に挿着する）。 As an example, the columnar electrode 5 is attached to the lid 3 by the following procedure. First, the stopper pin 5d is removed from the outer peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 5a, and in this state, the spring 8 is externally fitted to the small diameter cylindrical portion 5a from the tip side. Next, the columnar electrode 5 is inserted into the insertion hole 23 from the distal end side of the small diameter cylindrical portion 5 a and pushed into (inserted into) the insertion hole 23, whereby the distal end side of the small diameter cylindrical portion 5 a is lowered from the cylindrical protrusion 26. To protrude. At this time, the spring 8 externally fitted to the small-diameter cylindrical portion 5 a is inserted into the upper region B 1 of the cylindrical protrusion 26, and the lower end side of the spring 8 is lower than the upper region B 1 on the inner peripheral surface of the cylindrical protrusion 26. It abuts on the step formed at the boundary with the side region B2. For this reason, when the columnar electrode 5 is further inserted into the insertion hole 23, the spring 8 is pushed and shrunk. As a result, an upward biasing force acts on the columnar electrode 5 from the spring 8, but against this biasing force. The lower end side of the medium diameter cylindrical part 5 b of the columnar electrode 5 slightly enters the insertion hole 23 and pushes the columnar electrode 5 to a position where the large diameter cylindrical part 5 c contacts the upper wall 21 of the lid 3. Finally, in this state, the stopper pin 5d is attached to the outer peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 5a protruding from the lower end of the cylindrical protrusion 26 (for example, an attachment hole is formed on the outer peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 5a, and this To be inserted into the hole).

この状態において、柱状電極５に対する押し込みを解除したときには、柱状電極５は、スプリング８からの付勢力によって上方に移動し、ストッパピン５ｄが円筒状突起２６の下端に当接したときに、スプリング８からの付勢力が加わった状態で移動を停止する。この停止状態においては、図３に示すように、柱状電極５は、その中径円柱部５ｂの下端側が挿通孔２３に若干進入し、かつ大径円柱部５ｃが蓋体３の上壁２１から距離Ｌだけ離間した位置にある。したがって、柱状電極５は、挿通孔２３および円筒状突起２６に挿通されることにより、蓋体３を貫通すると共に蓋体３に対して直角となる状態で、距離Ｌのストローク（ストッパピン５ｄが円筒状突起２６の下端と当接する位置を上限とし、大径円柱部５ｃが蓋体３に当接する位置を下限とするストローク）で進退動可能に、かつ大径円柱部５ｃ（上端）が蓋体３の上面において露出した状態で蓋体３に取り付けられる。なお、ストッパピン５ｄが円筒状突起２６の下端に当接している状態における小径円柱部５ａの円筒状突起２６の下端からの突出長は、図３に示すように、蓋体３を容器本体２に装着した状態において、小径円柱部５ａの先端（下端）が作用電極１６と接触せず、かつ柱状電極５のストロークの範囲（距離Ｌの範囲）内で作用電極１６から離間する（言い換えれば、図４に示すように、プローブ３３ｂで柱状電極５を押し込んだときに小径円柱部５ａの先端が作用電極１６と接触する）長さに規定されている。 In this state, when the pushing to the columnar electrode 5 is released, the columnar electrode 5 is moved upward by the urging force from the spring 8, and when the stopper pin 5 d comes into contact with the lower end of the cylindrical protrusion 26, the spring 8 is moved. The movement is stopped with the urging force applied from. In this stopped state, as shown in FIG. 3, the columnar electrode 5 has a lower end side of the medium-diameter columnar portion 5 b slightly entering the insertion hole 23, and the large-diameter columnar portion 5 c extends from the upper wall 21 of the lid 3. It is in a position separated by a distance L. Therefore, the columnar electrode 5 is inserted through the insertion hole 23 and the cylindrical protrusion 26, thereby penetrating the lid body 3 and at a right angle with respect to the lid body 3. The upper end of the cylindrical protrusion 26 is the upper limit, and the lower end is the position where the large-diameter column portion 5c is in contact with the lid 3. The large-diameter column portion 5c (upper end) is the lid. Attached to the lid 3 in an exposed state on the upper surface of the body 3. In addition, the protrusion length from the lower end of the cylindrical protrusion 26 of the small-diameter columnar part 5a in a state where the stopper pin 5d is in contact with the lower end of the cylindrical protrusion 26 is such that the lid 3 is placed on the container body 2 as shown in FIG. The tip (lower end) of the small diameter cylindrical portion 5a is not in contact with the working electrode 16, and is separated from the working electrode 16 within the stroke range (distance L) of the columnar electrode 5 (in other words, As shown in FIG. 4, the length is defined such that the tip of the small diameter cylindrical portion 5a comes into contact with the working electrode 16 when the columnar electrode 5 is pushed by the probe 33b.

参照電極６は、長尺な小径円柱部６ａ、小径円柱部６ａの上端に形成された大径円柱部６ｂを備え、小径円柱部６ａおよび大径円柱部６ｂの各軸線が一致する柱状電極として構成されている。この場合、小径円柱部６ａは、その外径が挿通孔２４の内径よりも若干大径に形成されている。大径円柱部６ｂは、その外径が小径円柱部６ａの外径よりも大径な偏平形状に形成されている。この参照電極６は、小径円柱部６ａの先端側から、大径円柱部６ｂが蓋体３の上壁２１と当接するまで挿通孔２４内に圧入されることにより、蓋体３を貫通すると共に蓋体３に対して直角で、かつ固定された状態で、また大径円柱部６ｂ（上端）が蓋体３の上面において露出した状態で蓋体３に取り付けられる。 The reference electrode 6 includes a long small-diameter cylindrical portion 6a and a large-diameter cylindrical portion 6b formed at the upper end of the small-diameter cylindrical portion 6a. The reference electrode 6 is a columnar electrode in which the axes of the small-diameter cylindrical portion 6a and the large-diameter cylindrical portion 6b coincide. It is configured. In this case, the small-diameter cylindrical portion 6 a is formed so that its outer diameter is slightly larger than the inner diameter of the insertion hole 24. The large diameter cylindrical portion 6b is formed in a flat shape whose outer diameter is larger than the outer diameter of the small diameter cylindrical portion 6a. The reference electrode 6 is inserted into the insertion hole 24 from the distal end side of the small-diameter cylindrical portion 6a until the large-diameter cylindrical portion 6b contacts the upper wall 21 of the lid 3, thereby penetrating the lid 3. The large-diameter cylindrical portion 6b (upper end) is attached to the lid body 3 in a state of being fixed to the lid body 3 at a right angle and being exposed on the upper surface of the lid body 3.

対電極７は、長尺な小径円柱部７ａ、小径円柱部７ａの上端に形成された大径円柱部７ｂを備え、小径円柱部７ａおよび大径円柱部７ｂの各軸線が一致する柱状電極として構成されている。この場合、小径円柱部７ａは、その外径が挿通孔２５の内径よりも若干大径に形成されている。大径円柱部７ｂは、その外径が小径円柱部７ａの外径よりも大径な偏平形状に形成されている。この対電極７は、小径円柱部７ａの先端側から、大径円柱部７ｂが蓋体３の上壁２１と当接するまで挿通孔２５内に圧入されることにより、蓋体３を貫通すると共に蓋体３に対して直角で、かつ固定された状態で、また大径円柱部７ｂ（上端）が蓋体３の上面において露出した状態で蓋体３に取り付けられる。また、参照電極６および対電極７の蓋体３における上壁２１の下面からの各突出長は、図２に示すように、蓋体３を容器本体２に装着した状態において、小径円柱部６ａ，７ａの先端（下端）がウェル４の筒状体１３内に進入し、かつ作用電極１６と接触しない長さに規定されている。なお、参照電極６および対電極７の各挿通孔２４，２５への取付方法は圧入に代えて、接着して取り付ける構成を採用することもできる。 The counter electrode 7 includes a long small-diameter cylindrical portion 7a and a large-diameter cylindrical portion 7b formed at the upper end of the small-diameter cylindrical portion 7a. The counter-electrode 7 is a columnar electrode in which the axes of the small-diameter cylindrical portion 7a and the large-diameter cylindrical portion 7b coincide. It is configured. In this case, the small-diameter cylindrical portion 7 a is formed such that its outer diameter is slightly larger than the inner diameter of the insertion hole 25. The large diameter cylindrical portion 7b is formed in a flat shape whose outer diameter is larger than the outer diameter of the small diameter cylindrical portion 7a. The counter electrode 7 is inserted into the insertion hole 25 from the distal end side of the small diameter cylindrical portion 7 a until the large diameter cylindrical portion 7 b comes into contact with the upper wall 21 of the lid 3, thereby penetrating the lid 3. The large-diameter cylindrical portion 7b (upper end) is attached to the lid 3 in a state of being fixed to the lid 3 at a right angle and being exposed on the upper surface of the lid 3. Each protrusion length of the reference electrode 6 and the counter electrode 7 from the lower surface of the upper wall 21 in the lid 3 is such that the small-diameter cylindrical portion 6a in the state where the lid 3 is mounted on the container body 2 as shown in FIG. , 7a is defined such that the tip (lower end) enters the cylindrical body 13 of the well 4 and does not contact the working electrode 16. The reference electrode 6 and the counter electrode 7 may be attached to the insertion holes 24 and 25 by adopting a structure in which the reference electrode 6 and the counter electrode 7 are attached by bonding instead of press-fitting.

次に、培養容器１を使用したインピーダンス測定システムＭＳの構成について、図１を参照して説明する。 Next, the configuration of the impedance measurement system MS using the culture vessel 1 will be described with reference to FIG.

インピーダンス測定システムＭＳ（以下、「測定システムＭＳ」ともいう）は、培養容器１、インキュベータ３１、固定治具３２、プローブヘッド３３、接離動機構３４、切替部（スキャナ）３５、インピーダンス測定装置３６（以下、「測定装置３６」ともいう）、およびコンピュータ３７を備え、インキュベータ３１内に固定治具３２、プローブヘッド３３、接離動機構３４および切替部３５が配設されて構成されている。固定治具３２は、インキュベータ３１内の予め規定された検査位置に培養容器１を水平な状態で固定する。 The impedance measurement system MS (hereinafter also referred to as “measurement system MS”) includes a culture vessel 1, an incubator 31, a fixing jig 32, a probe head 33, a contact / separation mechanism 34, a switching unit (scanner) 35, and an impedance measurement device 36. (Hereinafter also referred to as “measuring device 36”) and a computer 37, and a fixing jig 32, a probe head 33, a contact / separation mechanism 34 and a switching unit 35 are arranged in an incubator 31. The fixing jig 32 fixes the culture container 1 in a horizontal state at a predetermined inspection position in the incubator 31.

プローブヘッド３３は、基台３３ａと、基台３３ａの一方の面（図３中の下面）に立設された複数のプローブ３３ｂとを備えている。基台３３ａは、下面が検査位置に配設された培養容器１と対向するように、検査位置の上方に接離動機構３４によって支持された状態で配設されている。複数のプローブ３３ｂは、検査位置に配設された培養容器１の蓋体３に取り付けられた各柱状電極５、各参照電極６および各対電極７に一対一で対応して立設されている。また、各プローブ３３ｂは、基台３３ａに設けられた不図示のスプリング機構によって基台３３ａに対して進退動（突出入）自在に取り付けられている。また、このスプリング機構の各プローブ３３ｂに対する付勢力は、蓋体３に配設されたスプリング８の付勢力よりも強い力に規定されている。 The probe head 33 includes a base 33a and a plurality of probes 33b provided upright on one surface (the lower surface in FIG. 3) of the base 33a. The base 33a is arranged in a state of being supported by the contact / separation mechanism 34 above the examination position so that the lower surface faces the culture vessel 1 arranged at the examination position. The plurality of probes 33b are erected in one-to-one correspondence with each columnar electrode 5, each reference electrode 6, and each counter electrode 7 attached to the lid 3 of the culture vessel 1 disposed at the examination position. . Each probe 33b is attached to the base 33a so as to be able to advance and retreat (project and enter) by a spring mechanism (not shown) provided on the base 33a. Further, the urging force of each spring mechanism with respect to each probe 33 b is defined to be stronger than the urging force of the spring 8 disposed on the lid 3.

また、各プローブ３３ｂは、配線４１，４２，４３，４４を介して切替部３５と接続されている。本例では、蓋体３の参照電極６と接触する各プローブ３３ｂについては、配線４１を介して切替部３５と一対一で接続されている。また、蓋体３の対電極７と接触する各プローブ３３ｂについても、配線４２を介して切替部３５と一対一で接続されている。また、蓋体３の柱状電極５と接触する各プローブ３３ｂについては、測定装置３６の後述する一対の出力端子のうちの他方の出力端子および一対の入力端子のうちの他方の入力端子と同時に一対一で接続されるため、配線４３を介して切替部３５と一対一で接続されると共に、配線４４を介して切替部３５と一対一で接続されている。 Each probe 33b is connected to the switching unit 35 via wires 41, 42, 43, and 44. In this example, each probe 33 b that contacts the reference electrode 6 of the lid 3 is connected to the switching unit 35 on a one-to-one basis via the wiring 41. Each probe 33 b that contacts the counter electrode 7 of the lid 3 is also connected to the switching unit 35 on a one-to-one basis via the wiring 42. Each probe 33b that contacts the columnar electrode 5 of the lid 3 is simultaneously paired with the other output terminal of the pair of output terminals described later of the measuring device 36 and the other input terminal of the pair of input terminals. Therefore, the switching unit 35 is connected to the switching unit 35 via the wiring 43 and is connected to the switching unit 35 via the wiring 44 on a one-to-one basis.

接離動機構３４は、プローブヘッド３３（具体的にはプローブヘッド３３の基台３３ａ）を支持して、検査位置に配設された培養容器１の上方にプローブヘッド３３を配設する。また、接離動機構３４は、配線を介してコンピュータ３７と接続されると共にコンピュータ３７によって制御されて、プローブヘッド３３を培養容器１に対して接離動させる。 The contact / separation mechanism 34 supports the probe head 33 (specifically, the base 33a of the probe head 33), and disposes the probe head 33 above the culture vessel 1 disposed at the examination position. The contact / separation mechanism 34 is connected to the computer 37 via wiring and is controlled by the computer 37 to move the probe head 33 to / from the culture vessel 1.

切替部３５は、複数の切替スイッチ（不図示）を用いて構成されて、上記したように配線４１，４２，４３，４４を介してプローブヘッド３３の各プローブ３３ｂと接続されている。また、切替部３５は、インキュベータ３１の外部に配設された測定装置３６の一対の出力端子３６ａ，３６ｂと配線４５，４６を介して接続されると共に、測定装置３６の一対の入力端子３６ｃ，３６ｄと配線４７，４８を介して接続されている。また、切替部３５は、コンピュータ３７によって切替スイッチが制御されて、培養容器１に形成されている複数（本例では４つ）のウェル４のうちの任意の１つのウェル４に進入する対電極７と接触するプローブ３３ｂに接続された配線４２を一対の出力端子３６ａ，３６ｂのうちの一方の出力端子３６ａに接続された配線４５と接続すると共に、この１つのウェル４に進入する参照電極６と接触するプローブ３３ｂに接続された配線４１を一対の入力端子３６ｃ，３６ｄのうちの一方の入力端子３６ｃに接続された配線４７と接続する。 The switching unit 35 is configured using a plurality of changeover switches (not shown), and is connected to the probes 33b of the probe head 33 via the wires 41, 42, 43, and 44 as described above. The switching unit 35 is connected to a pair of output terminals 36 a and 36 b of the measuring device 36 disposed outside the incubator 31 via wirings 45 and 46, and a pair of input terminals 36 c and 36 c of the measuring device 36. 36d and wirings 47 and 48 are connected. The switching unit 35 is controlled by a computer 37 so that the switching switch 35 is controlled by a computer 37 so that the counter electrode enters any one of the wells 4 (four in this example) formed in the culture vessel 1. 7 is connected to the wiring 45 connected to one output terminal 36a of the pair of output terminals 36a and 36b, and the reference electrode 6 entering the one well 4 is connected. The wiring 41 connected to the probe 33b in contact with the wiring 33 is connected to the wiring 47 connected to one input terminal 36c of the pair of input terminals 36c and 36d.

また、切替部３５は、この際に、２つの柱状電極５のうちのこの任意の１つのウェル４に対応する１つの柱状電極５に接触するプローブ３３ｂに接続された配線４３，４４のうちの配線４３を他の出力端子３６ｂに接続された配線４６と接続すると共に、配線４４を他の入力端子３６ｄに接続された配線４８と接続する。この構成により、測定装置３６から出力される測定用交流電圧Ｖｍ（以下、「交流電圧Ｖｍ」ともいう）の供給用として使用されると共に測定装置３６において測定される交流電流Ｉｍの検出用としても使用される柱状電極５までの、交流電圧Ｖｍについての配線（他方の出力端子３６ｂから配線４６、切替部３５内の切替スイッチおよび配線４３を介して柱状電極５に至るまでの配線）と、交流電流Ｉｍについての配線（他方の入力端子３６ｄから配線４８、切替部３５内の切替スイッチおよび配線４４を介して柱状電極５に至るまでの配線）とをこの柱状電極５の直前まで分離することができる結果、柱状電極５、参照電極６および対電極７の３つの電極を使用しつつ、４端子法に近い形態でこの１つのウェル４に収容される培養体のインピーダンスＺを測定することが可能となっている。 Further, at this time, the switching unit 35 selects one of the wirings 43 and 44 connected to the probe 33b that contacts the one columnar electrode 5 corresponding to the arbitrary one well 4 of the two columnar electrodes 5. The wiring 43 is connected to the wiring 46 connected to the other output terminal 36b, and the wiring 44 is connected to the wiring 48 connected to the other input terminal 36d. With this configuration, it is used for supplying a measuring AC voltage Vm (hereinafter also referred to as “AC voltage Vm”) output from the measuring device 36 and also for detecting an AC current Im measured by the measuring device 36. Wiring for AC voltage Vm up to the used columnar electrode 5 (wiring from the other output terminal 36b to the column 46 via the wiring 46, the changeover switch in the switching unit 35 and the wiring 43), and AC The wiring for the current Im (the wiring from the other input terminal 36d to the wiring 48, the switching switch in the switching unit 35 and the wiring reaching the columnar electrode 5 through the wiring 44) can be separated to just before the columnar electrode 5. As a result, while using three electrodes of the columnar electrode 5, the reference electrode 6 and the counter electrode 7, the culture medium accommodated in the one well 4 in a form close to the four-terminal method is used. It is possible to measure the impedance Z.

測定装置３６は、いわゆるＬＣＲメータなどの測定器で構成されている。また、測定装置３６は、コンピュータ３７によって制御されて、上記したように一対の出力端子３６ａ，３６ｂ間に交流電圧Ｖｍを出力すると共に、一対の入力端子３６ｃ，３６ｄ間に入力される交流電流Ｉｍを検出して、出力している交流電圧Ｖｍと検出した交流電流Ｉｍとに基づいて一対の入力端子３６ｃ，３６ｄ間のインピーダンスＺを測定して、コンピュータ３７に出力する。なお、測定装置３６によって算出されるインピーダンスＺは、各プローブ３３ｂが培養容器１の柱状電極５、参照電極６および対電極７にそれぞれ接触している状態においては、この参照電極６および対電極７が進入しているウェル４内において培養されている培養体のインピーダンスとなる。 The measuring device 36 includes a measuring instrument such as a so-called LCR meter. The measuring device 36 is controlled by the computer 37 to output the alternating voltage Vm between the pair of output terminals 36a and 36b as described above, and the alternating current Im input between the pair of input terminals 36c and 36d. , And the impedance Z between the pair of input terminals 36c and 36d is measured based on the output AC voltage Vm and the detected AC current Im, and is output to the computer 37. The impedance Z calculated by the measuring device 36 is the reference electrode 6 and the counter electrode 7 when each probe 33b is in contact with the columnar electrode 5, the reference electrode 6 and the counter electrode 7 of the culture vessel 1, respectively. It becomes the impedance of the culture body cultured in the well 4 in which is entering.

コンピュータ３７は、接離動機構３４、切替部３５および測定装置３６に対する制御を実行する。また、コンピュータ３７は、測定装置３６から出力されるウェル４に収容されている培養体についてのインピーダンスＺを取得すると共に、コンピュータ３７に設けられている記憶装置（不図示）に記憶すると共に、コンピュータ３７に設けられているディスプレイ装置（不図示）に各ウェル４に対応させて表示する。 The computer 37 controls the contact / separation mechanism 34, the switching unit 35, and the measuring device 36. In addition, the computer 37 acquires the impedance Z of the culture contained in the well 4 output from the measuring device 36 and stores the impedance Z in a storage device (not shown) provided in the computer 37. A display device (not shown) 37 is displayed in correspondence with each well 4.

続いて、測定システムＭＳによる培養体のインピーダンスＺについての測定動作と併せて、インピーダンス測定方法について説明する。 Subsequently, the impedance measurement method will be described together with the measurement operation for the impedance Z of the culture by the measurement system MS.

まず、インピーダンスＺの測定に先立ち、培養容器１のウェル４内において培養体を培養する。具体的には、容器本体２から蓋体３を外し、各ウェル４内に培地１０１を入れる。次いで、培地１０１に培養体（細胞や組織）を播種し、続いて、図３に示すように、容器本体２に蓋体３を装着する。この状態においてこの培養容器１では、各ウェル４の上端（つまり、筒状体１３の上端）が蓋体３の下面に密着することにより、各ウェル４の上部開口部（つまり、筒状体１３の上部開口部）が蓋体３によって直接閉塞されている。また、参照電極６および対電極７の小径円柱部６ａ，７ａが対応するウェル４内に進入して、その下端側が培地１０１に浸っている。この場合、各ウェル４を閉塞する蓋体３における領域Ｄの部位には、参照電極６および対電極７を取り付けるための挿通孔２４および挿通孔２５が形成されているものの、挿通孔２４および挿通孔２５については参照電極６および対電極７が圧入されることで閉塞されている。したがって、この培養容器１では、容器本体２に蓋体３が装着された状態において、培養容器１の外部からの雑菌やごみなどの各ウェル４内への侵入が大幅に低減されているため、ウェル４内の培養体が雑菌等によって汚染される事態が十分に回避されている。次いで、培養容器１をインキュベータ３１内に配設された固定治具３２に固定する。これにより、培養容器１の検査位置への配置（設置）が完了する。 First, prior to measuring the impedance Z, the culture is cultured in the well 4 of the culture vessel 1. Specifically, the lid 3 is removed from the container body 2 and the medium 101 is placed in each well 4. Next, the culture medium (cells or tissue) is seeded on the medium 101, and then the lid 3 is attached to the container body 2 as shown in FIG. In this state, in the culture container 1, the upper ends of the wells 4 (that is, the upper ends of the cylindrical bodies 13) are brought into close contact with the lower surface of the lid 3, so that the upper openings (that is, the cylindrical bodies 13) of the wells 4. Is directly closed by the lid 3. Further, the small-diameter cylindrical portions 6 a and 7 a of the reference electrode 6 and the counter electrode 7 enter the corresponding wells 4, and the lower ends thereof are immersed in the culture medium 101. In this case, although the insertion hole 24 and the insertion hole 25 for attaching the reference electrode 6 and the counter electrode 7 are formed in the region D in the lid 3 that closes each well 4, the insertion hole 24 and the insertion hole The hole 25 is closed by press-fitting the reference electrode 6 and the counter electrode 7. Therefore, in this culture vessel 1, invasion of germs and garbage from the outside of the culture vessel 1 into each well 4 in the state where the lid 3 is attached to the vessel body 2 is greatly reduced. A situation in which the culture in the well 4 is contaminated by various bacteria is sufficiently avoided. Next, the culture vessel 1 is fixed to a fixing jig 32 disposed in the incubator 31. Thereby, arrangement | positioning (installation) to the test | inspection position of the culture container 1 is completed.

次いで、測定システムＭＳを作動させる。これにより、コンピュータ３７がインピーダンスの測定処理を開始する。この測定処理では、コンピュータ３７は、まず、接離動機構３４に対する制御を実行して、プローブヘッド３３を検査位置に配置されている培養容器１に接近させる（具体的には、プローブヘッド３３を下動させる）ことにより、図４に示すように、プローブヘッド３３の各プローブ３３ｂを培養容器１の対応する各電極（柱状電極５、参照電極６および対電極７）に接触させる。この状態において、蓋体３に固定状態で取り付けられている参照電極６および対電極７と接触するプローブ３３ｂについては、参照電極６および対電極７との当接により、スプリング機構を介して基台３３ａ内に若干押し込まれた状態、つまりスプリング機構から下方に向かう付勢力を受けている状態となっている。このため、参照電極６および対電極７と、各プローブ３３ｂとは、確実に接触した状態に維持される。また、蓋体３に進退動可能な状態で取り付けられている柱状電極５については、プローブヘッド３３内のスプリング機構の付勢力が蓋体３内のスプリング８の付勢力よりも強いため、プローブ３３ｂとの当接によって、小径円柱部５ａの先端がウェル４を構成する作用電極１６と当接するまで培養容器１内に進入させられる。このため、柱状電極５についてもスプリング８の付勢力に抗してスプリング機構から下方に向かう付勢力を受けている状態となっていることから、柱状電極５およびプローブ３３ｂについても、確実に接触した状態に維持される。 The measurement system MS is then activated. As a result, the computer 37 starts the impedance measurement process. In this measurement process, the computer 37 first executes control on the contact / separation mechanism 34 to bring the probe head 33 closer to the culture vessel 1 placed at the examination position (specifically, the probe head 33 is moved to the test position). 4, the probes 33 b of the probe head 33 are brought into contact with the corresponding electrodes (columnar electrode 5, reference electrode 6, and counter electrode 7) of the culture vessel 1 as shown in FIG. 4. In this state, the probe 33b that is in contact with the reference electrode 6 and the counter electrode 7 fixedly attached to the lid 3 is brought into contact with the reference electrode 6 and the counter electrode 7 through the spring mechanism. It is in a state where it is slightly pushed into 33a, that is, a state in which it receives a downward biasing force from the spring mechanism. For this reason, the reference electrode 6 and the counter electrode 7, and each probe 33b are maintained in the state which contacted reliably. For the columnar electrode 5 attached to the lid 3 so as to be able to move forward and backward, the urging force of the spring mechanism in the probe head 33 is stronger than the urging force of the spring 8 in the lid 3. Is brought into the culture vessel 1 until the tip of the small-diameter cylindrical portion 5a comes into contact with the working electrode 16 constituting the well 4. For this reason, since the columnar electrode 5 is also in a state of receiving a biasing force directed downward from the spring mechanism against the biasing force of the spring 8, the columnar electrode 5 and the probe 33b are also in reliable contact. Maintained in a state.

続いて、コンピュータ３７は、４つのウェル４のうちから１つのウェル４を選択すると共に、切替部３５に対する制御を実行して、この１つのウェル４に対応する（進入する）参照電極６および対電極７にプローブ３３ｂ，３３ｂを介して接続されている配線４１，４２を、測定装置３６の一方の入力端子３６ｃおよび一方の出力端子３６ａに接続されている配線４７，４５に接続する。また、この１つのウェル４に対応する１つの柱状電極５（このウェル４内に進入する参照電極６および対電極７から最も近い柱状電極５）にプローブ３３ｂを介して接続されている配線４３，４４を、測定装置３６の他方の入力端子３６ｄおよび他方の出力端子３６ｂに接続されている配線４８，４６に接続する。 Subsequently, the computer 37 selects one well 4 out of the four wells 4, and executes control for the switching unit 35, and the reference electrode 6 corresponding to (enters) this one well 4 and the pair of the reference electrodes 6. Wirings 41 and 42 connected to the electrode 7 via probes 33b and 33b are connected to wirings 47 and 45 connected to one input terminal 36c and one output terminal 36a of the measuring device 36, respectively. Further, the wiring 43 connected to one columnar electrode 5 corresponding to the one well 4 (the columnar electrode 5 closest to the reference electrode 6 and the counter electrode 7 entering the well 4) via the probe 33b, 44 is connected to wirings 48 and 46 connected to the other input terminal 36d and the other output terminal 36b of the measuring device 36.

これにより、測定装置３６の一方の出力端子３６ａが、配線４５、切替部３５、配線４２およびプローブ３３ｂを介して選択された１つのウェル４に進入している対電極７に接続されると共に、他方の出力端子３６ｂが、配線４６、切替部３５、配線４４およびプローブ３３ｂを介してこの１つのウェル４に対応する１つの柱状電極５に接続される。また、測定装置３６の一方の入力端子３６ｃが、配線４７、切替部３５、配線４１およびプローブ３３ｂを介して選択された１つのウェル４に進入している参照電極６に接続されると共に、他方の入力端子３６ｄが、配線４８、切替部３５、配線４３およびプローブ３３ｂを介してこの１つのウェル４に対応する１つの柱状電極５に接続される。 As a result, one output terminal 36a of the measuring device 36 is connected to the counter electrode 7 entering the selected one well 4 via the wiring 45, the switching unit 35, the wiring 42 and the probe 33b, The other output terminal 36b is connected to one columnar electrode 5 corresponding to this one well 4 through the wiring 46, the switching unit 35, the wiring 44 and the probe 33b. In addition, one input terminal 36c of the measuring device 36 is connected to the reference electrode 6 entering the selected one well 4 through the wiring 47, the switching unit 35, the wiring 41, and the probe 33b, while the other The input terminal 36d is connected to one columnar electrode 5 corresponding to the one well 4 through the wiring 48, the switching unit 35, the wiring 43, and the probe 33b.

次いで、コンピュータ３７は、測定装置３６を作動させる。これにより、測定装置３６は、一対の出力端子３６ａ，３６ｂ間への交流電圧Ｖｍの出力を開始すると共に、一対の入力端子３６ｃ，３６ｄ間に流れる交流電流Ｉｍの測定を開始して、一対の入力端子４７，４８間のインピーダンス、すなわち選択された１つのウェル４に収容されている培養体のインピーダンスＺを測定し、測定したインピーダンスＺをコンピュータ３７に出力する。コンピュータ３７は、測定装置３６から出力されるインピーダンスＺを取得すると共に、選択したウェル４に対応させて記憶装置に記憶する。これにより、選択した１つのウェル４に収容されている培養体のインピーダンスＺの測定処理が完了する。 The computer 37 then activates the measuring device 36. As a result, the measuring device 36 starts outputting the alternating voltage Vm between the pair of output terminals 36a and 36b and starts measuring the alternating current Im flowing between the pair of input terminals 36c and 36d. The impedance between the input terminals 47 and 48, that is, the impedance Z of the culture housed in one selected well 4 is measured, and the measured impedance Z is output to the computer 37. The computer 37 acquires the impedance Z output from the measuring device 36 and stores it in the storage device in association with the selected well 4. Thereby, the measurement process of the impedance Z of the culture body accommodated in the selected one well 4 is completed.

コンピュータ３７は、選択するウェル４を変更しながら、上記した切替部３５に対する制御と、測定装置３６に対する制御を実行して、すべてのウェル４に収容されている培養体について、インピーダンスＺの測定処理を実施する。また、コンピュータ３７は、すべてのウェル４に収容されている培養体のインピーダンスＺの測定が完了したときには、記憶装置から測定結果を読み出して、表示装置に測定結果を表示させる。最後に、コンピュータ３７は、接離動機構３４に対する制御を実行して、プローブヘッド３３を上方に移動させることにより、培養容器１から離反させる。これにより、固定治具３２に配置された１つの培養容器１に対する測定が完了する。 The computer 37 executes the control for the switching unit 35 and the control for the measuring device 36 while changing the selected well 4 to measure the impedance Z for the cultures contained in all the wells 4. To implement. Further, when the measurement of the impedance Z of the cultures contained in all the wells 4 is completed, the computer 37 reads the measurement result from the storage device and displays the measurement result on the display device. Finally, the computer 37 controls the contact / separation moving mechanism 34 to move the probe head 33 upward so as to move away from the culture vessel 1. Thereby, the measurement with respect to one culture container 1 arrange | positioned at the fixing jig 32 is completed.

このように、この測定システムＭＳおよびインピーダンス測定方法によれば、ウェル４が複数形成された容器本体２に対して、各ウェル４の底壁として機能する１つの板体１５の上面に形成された作用電極１６と電気的に接触する柱状電極５、並びに下端がそれぞれウェル４内に進入する参照電極６および対電極７が各ウェル４に対応して取り付けられた蓋体３を装着して、各ウェル４を閉塞する構成としたことにより、蓋体３で各ウェル４を閉塞しつつ、蓋体３に取り付けられた柱状電極５、参照電極６および対電極７を使用して各ウェル４内で培養されている培養体のインピーダンスＺを測定することができる。したがって、この測定システムＭＳによれば、培養容器１の外部からの雑菌やごみなどの培養容器１内（具体的には各ウェル４内）への侵入を蓋体３の装着によって大幅に低減して、雑菌等による汚染を十分に回避しつつ、各ウェル４内の培養体のインピーダンスＺを測定することができる。 As described above, according to the measurement system MS and the impedance measurement method, the container body 2 in which a plurality of wells 4 are formed is formed on the upper surface of one plate 15 that functions as the bottom wall of each well 4. A columnar electrode 5 that is in electrical contact with the working electrode 16, and a reference electrode 6 and a counter electrode 7 whose lower ends respectively enter the wells 4 are attached to the lids 3 attached to the respective wells 4. Since the well 4 is closed, each well 4 is closed with the lid 3, and the columnar electrode 5, the reference electrode 6 and the counter electrode 7 attached to the lid 3 are used in each well 4. The impedance Z of the cultured culture can be measured. Therefore, according to this measurement system MS, invasion of germs and garbage from the outside of the culture vessel 1 into the culture vessel 1 (specifically, within each well 4) is greatly reduced by attaching the lid 3. Thus, it is possible to measure the impedance Z of the culture body in each well 4 while sufficiently avoiding contamination by various germs and the like.

また、この測定システムＭＳおよびインピーダンス測定方法によれば、１つの培養容器１に形成された複数のウェル４内の培養体についてのインピーダンスＺを連続して測定することができるため、１つの培養体についてのインピーダンスＺの測定の都度、培養容器を交換する従来の構成と比較して、複数の培養体のインピーダンス測定に要する時間を大幅に短縮することができる。 Further, according to the measurement system MS and the impedance measurement method, the impedance Z of the culture bodies in the plurality of wells 4 formed in one culture vessel 1 can be continuously measured. Each time the impedance Z is measured, the time required for impedance measurement of a plurality of cultures can be greatly reduced as compared with the conventional configuration in which the culture vessel is replaced.

なお、上記の構成については、適宜変更が可能である。例えば、柱状電極５については、容器本体２に蓋体３が装着された状態において、容器本体２内に押し込まれて初めて、下端が作用電極１６と接触するように、蓋体３に進退動可能に取り付けられると共に、スプリング８によって上端側に向けて付勢される構成を採用しているが、スプリング８を省くことにより、容器本体２に蓋体３が装着された状態において、柱状電極５が自重でストロークの範囲内で下方に移動して、その下端が作用電極１６と接触する構成を採用することもできる。この構成においても、柱状電極５がプローブ３３ｂによってさらに下方に押し込まれることにより、作用電極１６と確実に接触することができる。 In addition, about said structure, it can change suitably. For example, the columnar electrode 5 can be moved forward and backward with respect to the lid 3 so that the lower end contacts the working electrode 16 only when the columnar electrode 5 is pushed into the container body 2 in a state where the lid 3 is attached to the container body 2. The columnar electrode 5 is mounted in the state where the lid 3 is attached to the container body 2 by omitting the spring 8. It is also possible to adopt a configuration in which the lower end moves within the stroke range by its own weight and the lower end thereof contacts the working electrode 16. Also in this configuration, the columnar electrode 5 can be reliably brought into contact with the working electrode 16 by being pushed further downward by the probe 33b.

また、図示はしないが、柱状電極については、少なくとも下端側を板バネ状に形成して、蓋体に形成した挿通孔２３に圧入して固定する構成を採用することもできる。この構成での柱状電極は、蓋体に対して進退動可能とはなっていないが、容器本体に蓋体が装着されて、下端が作用電極１６と当接した際に、板バネ状の下端側が弾性変形することで、下端と作用電極１６との接触が確実に維持される。 Although not shown, the columnar electrode may be configured such that at least the lower end side is formed in a leaf spring shape and is press-fitted into the insertion hole 23 formed in the lid and fixed. The columnar electrode in this configuration is not capable of moving forward and backward with respect to the lid, but when the lid is attached to the container body and the lower end contacts the working electrode 16, the lower end of the leaf spring shape By elastically deforming the side, the contact between the lower end and the working electrode 16 is reliably maintained.

１培養容器
２容器本体
３蓋体
４ウェル
５柱状電極
６参照電極
７対電極
１２上壁
１３筒状体
１５板体
１６作用電極
３１インキュベータ
３３プローブヘッド
３３ｂプローブ
３４接離動機構
３５切替部
３６測定装置（インピーダンス測定装置）
３６ａ，３６ｂ一対の出力端子
３７ａ，３７ｂ一対の入力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Culture container 2 Container body 3 Cover body 4 Well 5 Columnar electrode 6 Reference electrode 7 Counter electrode 12 Upper wall 13 Cylindrical body 15 Plate body 16 Working electrode 31 Incubator 33 Probe head 33b Probe 34 Contact / separation mechanism 35 Switching part 36 Measurement Equipment (impedance measuring device)
36a, 36b A pair of output terminals 37a, 37b A pair of input terminals

Claims

A cylindrical body constituting each peripheral wall of the plurality of wells penetrates the upper wall and is arranged in an aligned state on the upper wall; a working electrode is formed on the upper surface; and the plurality of cylindrical bodies A single plate that is attached to the lower end and forms the bottom wall of each well; a lid that is detachably attached to the container body and closes the upper openings of the plurality of cylindrical bodies; and the lid And is attached to the lid body with the upper end exposed on the upper surface of the lid body, and the lower end is located outside the well in the state where the lid body is mounted on the container body. One or two or more columnar electrodes that are in electrical contact with the working electrode, and the lid is attached to the lid with the upper end exposed at the upper surface of the lid, and the lid is The lower end of each of the wafers is attached to the container body. A plurality of columnar reference electrodes that enter the corresponding wells, and the lid is attached to the lid in a state of passing through the lid and the upper end exposed on the upper surface of the lid. A culture vessel provided with a columnar counter electrode whose lower end enters the corresponding well of each well in a state of being mounted on the vessel body;
A measurement AC voltage is output between the pair of output terminals, an AC current input between the pair of input terminals is detected, and the pair of inputs is based on the measurement AC voltage and the detected AC current. An impedance measuring device for measuring impedance between terminals;
One-to-one correspondence with each columnar electrode, each reference electrode and each counter electrode attached to the lid of the culture vessel disposed in the incubator and disposed at the inspection position defined in the incubator A probe head in which a plurality of corresponding probes are erected on the lower surface,
A contact / separation mechanism disposed in the incubator for supporting the probe head above the culture vessel and moving the contact / separation with respect to the culture vessel;
The probe is disposed in the incubator and connected to the probes of the probe head via wiring, and enters the well in which the culture medium to be measured is stored. The wiring connected to the probe in contact with the counter electrode is connected to one output terminal of the pair of output terminals of the impedance measuring device, and is in contact with the reference electrode entering into the one well. The wiring connected to the probe is connected to one input terminal of the pair of input terminals of the impedance measuring device, and the columnar electrode defined in advance for the one well of the columnar electrode The wiring connected to the probe in contact with the other output terminal of the pair of output terminals and the other of the pair of input terminals Impedance measurement system and a switching unit to be connected to the input terminal.

A cylindrical body constituting each peripheral wall of the plurality of wells penetrates the upper wall and is arranged in an aligned state on the upper wall; a working electrode is formed on the upper surface; and the plurality of cylindrical bodies A single plate that is attached to the lower end and forms the bottom wall of each well; a lid that is detachably attached to the container body and closes the upper openings of the plurality of cylindrical bodies; and the lid And is attached to the lid body with the upper end exposed on the upper surface of the lid body, and the lower end is located outside the well in the state where the lid body is mounted on the container body. One or two or more columnar electrodes that are in electrical contact with the working electrode, and the lid is attached to the lid with the upper end exposed at the upper surface of the lid, and the lid is The lower end of each of the wafers is attached to the container body. A plurality of columnar reference electrodes that enter the corresponding wells, and the lid is attached to the lid in a state of passing through the lid and the upper end exposed on the upper surface of the lid. In a state where the container body is mounted, a culture container provided with a columnar counter electrode whose lower end enters the corresponding well of the wells is disposed at an inspection position defined in the incubator,
A probe erected on the lower surface of the probe head is brought into contact with the columnar electrode, the reference electrode and the counter electrode attached to the lid, and the probe head and the impedance measuring device are connected via a switching unit. And
Control for the switching unit is executed, and the counter electrode that enters the well in which the culture object to be measured among the plurality of wells is accommodated is output as an AC voltage for measurement of the impedance measuring device One input terminal of the pair of input terminals of the impedance measuring device is connected to one of the pair of output terminals and contacts with the reference electrode that enters the one well. And the columnar electrode defined in advance for the one well of the columnar electrodes is connected to the other output terminal of the pair of output terminals and the other input terminal of the pair of input terminals And connected to the reference electrode and the other input terminal connected to one input terminal of the pair of input terminals in the impedance measuring device. The process of measuring the impedance of the culture that exists between the columnar electrode and the working electrode is in control of the switching unit, and the one output terminal and the one input terminal An impedance measurement method that is performed on the cultures contained in all the wells while switching the counter electrode and the reference electrode that are connected to each other.