JP7316063B2

JP7316063B2 - 検査用デバイス

Info

Publication number: JP7316063B2
Application number: JP2019037310A
Authority: JP
Inventors: 徳幸中谷
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2039-03-01
Also published as: JP2020137492A; WO2020179425A1

Description

この発明は、生体試料の電気抵抗を計測するための検査用デバイスに関する。

培養した細胞の性質や、培養状態を調べるために、細胞の電気抵抗を計測する技術が知られている。例えば、経上皮電気抵抗（ＴＥＥＲ）計測では、培養液中において細胞培養用の膜の一方側と他方側とに電極を配置して電極間の電気抵抗が計測され、これによって、膜上に培養された細胞の電気抵抗が計測される。このような細胞の電気抵抗を計測する技術は、例えば特許文献１に記載されている。

また、近年、細胞培養空間をできるだけ小さな閉空間に近づけることによって、外的要因をできるだけ排除しつつ細胞培養を行なうことが可能な検査用デバイスが開発されている。このような検査用デバイスを用いて細胞の電気抵抗を計測する技術は、例えば非特許文献１に記載されている。

特開２００５－１３７３０７号公報

Booth R, Kim H. Characterization of a microfluidic in vitro model of the blood-brain barrier (mu BBB) Lab Chip. 2012;12:1784-1792．

しかしながら、非特許文献１に記載の検査用デバイスでは、細胞が培養される領域と計測用の電極とが上下に重なるため、検査用デバイスにおいて培養された細胞を観察することは困難であった。

そこで、本発明は、生体試料の電気抵抗を計測するデバイスにおいて、生体試料を観察することが可能なデバイスを提供することを目的とする。

第１態様は、生体試料の電気抵抗を計測するための検査用デバイスであって、デバイス本体部と、前記デバイス本体部の内部に設けられ、液体を貯留する計測室と、前記計測室に連通する流路と、前記生体試料を支持する支持領域を有し、前記計測室内を第１方向の一方側の第１電極室および前記第１方向の他方側の第２電極室に仕切る支持部と、前記第１電極室の内側および外側にまたがって配線された第１作用電極と、前記第２電極室の内側および外側にまたがって配線された第２作用電極と、を備え、前記デバイス本体部の前記支持領域よりも前記一方側の部分であって、前記支持領域と前記第１方向に重なる部分が透明性を有しており、前記支持領域は、前記第１作用電極のうち前記第１電極室内にある室内電極部と前記第１方向に重ならない非重複領域を含み、前記第１作用電極は、前記第１電極室の外側に配置されている室外電極部を含み、前記デバイス本体部は、一方が前記デバイス本体部の外側に開口するとともに、他方が前記第１作用電極の前記室外電極部に重なるように開口する第１導通穴を有する。

第２態様は、第１態様の検査用デバイスであって、前記第１導通穴は、前記第１作用電極の前記室外電極部よりも前記他方側に設けられている。

第３態様は、生体試料の電気抵抗を計測するための検査用デバイスであって、デバイス本体部と、前記デバイス本体部の内部に設けられ、液体を貯留する計測室と、前記計測室に連通する流路と、前記生体試料を支持する支持領域を有し、前記計測室内を第１方向の一方側の第１電極室および前記第１方向の他方側の第２電極室に仕切る支持部と、前記第１電極室の内側および外側にまたがって配線された第１作用電極と、前記第２電極室の内側および外側にまたがって配線された第２作用電極と、を備え、前記デバイス本体部の前記支持領域よりも前記一方側の部分であって、前記支持領域と前記第１方向に重なる部分が透明性を有しており、前記支持領域は、前記第１作用電極のうち前記第１電極室内にある室内電極部と前記第１方向に重ならない非重複領域を含み、前記デバイス本体部は、前記支持部の前記一方側に配置され、前記第１電極室に対応する内面を有する一方側部材と、前記支持部の前記他方側に配置され、前記第２電極室に対応する内面を有する他方側部材と、を含み、前記他方側部材は、前記第２作用電極の前記他方側に配置される第２基部と、前記第２基部と前記支持部との間に配置され、前記第２電極室に対応する内面を有する第２電極室形成部とを含み、前記検査用デバイスは、前記第２基部と前記第２電極室形成部との間であって、前記第２作用電極と接触する位置に設けられた導電性を有する接続パッドと、前記第２基部と前記第２電極室形成部との間に配置され、前記他方側の表面に前記接続パッドが設けられているパッド基部と、をさらに備える。

第４態様は、第３態様の検査用デバイスであって、前記第２作用電極が、前記第２基部の前記一方側の表面に設けられている。

第５態様は、第３または第４態様の検査用デバイスであって、前記第２基部は、前記他方側に開口するとともに、前記一方側において前記パッド基部の前記接続パッドに重なるように開口する第２導通穴を有する。

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの検査用デバイスであって、前記第１電極室の内側および外側にまたがって配線された第１参照電極と、前記第２電極室の内側および外側にまたがって配線された第２参照電極とをさらに備える。

第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つの検査用デバイスであって、前記デバイス本体部が、ポリエチレンテレフタラートで形成されている。

第１態様の検査用デバイスによると、デバイス本体部における、支持領域よりも一方側の部分が透光性を有するため、デバイス本体部の一方側から支持領域にある生体試料を観察できる。また、第１作用電極と重ならない非重複領域を設けることによって、非重複領域に支持されている生体試料を、第１作用電極に妨げられずに観察できる。

第１態様の検査用デバイスによると、デバイス本体部の外部から第１導通穴に導体を挿入し、当該導体を第１作用電極の室外電極部に接触させることによって、第１作用電極を外部に導通させることができる。

第２態様の検査用デバイスによると、第１導通穴が室外電極部よりも他方側に設けられているため、デバイス本体部の一方側に生体試料の観察を妨げる物が配置されることを抑制できる。これによって、デバイス本体部の一方側から生体試料を有効に観察できる。

第３態様の検査用デバイスによると、第２基部、第２電極室を重ねて組み立てることによって、第２電極室を有する他方側部材を形成できる。
また、デバイス本体部の外部から導体を接続パッドに接続することによって、接続パッドに接触する第２作用電極を外部に導通できる。
また、パッド基部に接続パッドが設けられているため、接続パッドを有する検査用デバイスの組立てを容易にできる。

第４態様の検査用デバイスによると、第２基部に第２作用電極が設けられるため、第２作用電極を有する検査用デバイスの組立てを容易にできる。

第５態様の検査用デバイスによると、第２貫通穴の他方側開口から導体を挿入して当該導体を接続パッドに接触させることによって、当該接続パッドに接触する第２作用電極を外部に導通できる。

第６態様の検査用デバイスによると、第１参照電極および第２参照電極間の電位を測定することによって、第１作用電極および第２作用電極間の電位を精度よく取得できる。

第７態様の検査用デバイスによると、デバイス本体部がポリエチレンテレフタラートで形成されているため、計測室や流路に薬剤等の異物が付着することを軽減できる。このため、異物が電気抵抗の計測に影響することを軽減できる。

実施形態の検査用デバイスの平面図である。実施形態の検査用デバイスの分解図である。図２の切断線Ａ－Ａにおける検査用デバイスの断面図である。図２の切断線Ｂ－Ｂにおける検査用デバイスの断面図である。図２の切断線Ｃ－Ｃにおける検査用デバイスの断面図である。図２の切断線Ｄ－Ｄにおける検査用デバイスの断面図である。図２の切断線Ｅ－Ｅにおける検査用デバイスの断面図である。図２の切断線Ｆ－Ｆにおける検査用デバイスの断面図である。検査用デバイス１の電気的接続を示す回路図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

以下の説明では、支持膜４０の表面に平行であり、かつ互いに直交する２方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とする。支持膜４０の表面に垂直な方向（法線方向）をＺ軸方向（第１方向）とする。また、以下の説明では、各図に示す矢印の先端が向く方を＋（プラス）方向とし、その逆方向を－（マイナス）方向とする。

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。また、形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」等）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取り等を有する形状も表すものとする。

＜１．実施形態＞
図１は、実施形態の検査用デバイス１の平面図である。図２は、実施形態の検査用デバイス１の分解側面図である。図３は、図１の切断線Ａ－Ａにおける検査用デバイス１の断面図である。図４は、図１の切断線Ｂ－Ｂにおける検査用デバイス１の断面図である。図５は、図１の切断線Ｃ－Ｃにおける検査用デバイス１の断面図である。図６は、図１の切断線Ｄ－Ｄにおける検査用デバイス１の断面図である。図７は、図１の切断線Ｅ－Ｅにおける検査用デバイス１の断面図である。図８は、図１の切断線Ｆ－Ｆにおける検査用デバイス１の断面図である。

検査用デバイス１は、内部空間である計測室２１が微細な流路２４，２５，２６，２７を除いて閉空間となる、いわゆるマイクロ流路デバイスであり、培養された細胞等の生体試料の電気抵抗を計測するのに適した構造を有する。

具体的に、検査用デバイス１は、デバイス本体部１０、支持膜４０、第１作用電極３１、第２作用電極３２、第１参照電極３３、第２参照電極３４を有する。デバイス本体部１０の内部には、計測室２１、第１流路２４、第２流路２５、第３流路２６、第４流路２７が設けられている。各流路２４～２７は、計測室２１に連通している。「連通する」とは、ここでは流体が流通できるように連結する状態をいう。また、デバイス本体部１０は、第１導通穴７１、第２導通穴７２、第３導通穴７３、および第４導通穴７４を備えている。なお、図１においては、＋Ｚ側から視認可能であるデバイス本体部１０内の構造物（例えば、第１作用電極３１および第１参照電極３３、計測室２１、第１流路２４および第２流路２５）を細い実線で示している。

計測室２１は、デバイス本体部１０のＺ軸方向の中央、かつＸ軸方向およびＹ軸方向の中央に配置されている。計測室２１は、培養液等の液体を貯留することが可能な空間であり、ここでは略直方体状である。

支持膜４０は、生体試料を支持するシート状の部材である。例えば、生体試料が細胞である場合、支持膜４０は、＋Ｚ側面が細胞接着性を有する部材とされる。支持膜４０としては、例えば、多数の微細な貫通穴が設けられた、メンブレンと呼ばれる薄膜を採用できる。支持膜４０は、多数の微細な貫通穴を介して、その厚さ方向（Ｚ軸方向）に液体を通過させる。支持膜４０の材料には、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等が用いられる。支持膜４０は、好ましくは透光性を有する。支持膜４０の表面は、例えばコラーゲン等をコーティングすることによって、細胞接着性が高められていてもよい。支持膜４０は、生体試料を支持する支持領域４００を有する。支持領域４００の上面は、計測室２１の＋Ｚ側の第１電極室２２に露出する。支持膜４０のうち、支持領域４００に相当する部分は、計測室２１内を、＋Ｚ側の第１電極室２２と－Ｚ側の第２電極室２３に仕切る（例えば、図４および図６参照）。支持膜４０は、支持部の一例である。

デバイス本体部１０は、一方側部材５０および他方側部材６０を含む。支持膜４０は、一方側部材５０と他方側部材６０の間に挟まれる。すなわち、一方側部材５０は支持膜４０の＋Ｚ側（第１方向の一方側）に、他方側部材６０は支持膜４０の－Ｚ側（第１方向の他方側）に、それぞれ配置される。

一方側部材５０は、＋Ｚ側から順に、第１基部５１および第１電極室形成部５３を有する。第１基部５１および第１電極室形成部５３各々は、透明性を有する板状の部材である。第１基部５１および第１電極室形成部５３の素材は、ＰＥＴが好適であるが、これに限定されるものではなく、支持領域４００上の生体試料を観察のために照射される光を少なくとも一部透過させる透過率を有する素材であれよい。

他方側部材６０は、－Ｚ側から順に、第２基部６１、パッド基部６２、第２電極室形成部６３を有する。第２基部６１、パッド基部６２、第２電極室形成部６３の素材は、ＰＥＴが好適であるが、これに限定されない。他方側部材６０の素材は、好ましくは、支持領域４００上の生体試料を観察するために照射される光を少なくとも一部透過させる透過率を有する素材である。

支持膜４０は、第１電極室形成部５３と第２電極室形成部６３との間に挟まれる。すなわち、－Ｚ側から順に、第２基部６１、パッド基部６２、第２電極室形成部６３、支持膜４０、第１電極室形成部５３、第１基部５１が積み重なることによって、検査用デバイス１が構成される。これら検査用デバイス１を構成する部材各々は、接着剤等で互いに接着される。なお、ネジ等の締結具を用いて、部材同士が連結されてもよい。

検査用デバイス１では、支持膜４０の＋Ｚ側および－Ｚ側の主面のうち、支持領域４００以外の部分は、第１電極室形成部５３および第２電極室形成部６３で覆われており、外部に露出されない。「主面」とは、ここでは最も大きな面をいう。支持膜４０に代えて、細胞接着性を有するとともに多数の微細な貫通穴が設けられた板状の部材を用いてもよい。

一方側部材５０は、第１電極室２２に対応する形状の内面５０Ｓを有する。この内面５０Ｓは、第１電極室形成部５３のＸ軸およびＹ軸方向の中央部に形成された貫通穴の内周面を含む（図４および図６参照）。第１電極室２２の＋Ｚ側は第１基部５１の－Ｚ側の主面５１Ｓに覆われ、第１電極室２２の－Ｚ側は支持膜４０に覆われる。

他方側部材６０は、第２電極室２３に対応する形状の内面６０Ｓを有する。この内面６０Ｓはパッド基部６２および第２電極室形成部６３のＸ軸およびＹ軸方向の中央部に形成された貫通穴各々の内周面で構成される（図４および図６参照）。第２電極室２３の＋Ｚ側は支持膜４０で覆われ、第２電極室２３の－Ｚ側は第２基部６１の主面６１Ｓで覆われる。

計測室２１は、第１電極室形成部５３の内面、パッド基部６２の内面および第２電極室形成部６３の内面で取り囲まれており、また、第１基部５１の－Ｚ側の主面５１Ｓと、第２基部６１の＋Ｚ側の主面６１Ｓとで挟まれる空間である（図４，図６参照）。

第１作用電極３１および第１参照電極３３は、第１基部５１と第１電極室形成部５３との間に配置される。ここでは、各電極３１，３３は、第１基部５１の－Ｚ側の主面５１Ｓに設けられている。各電極３１，３３は、例えば、第１基部５１の主面５１Ｓに金属を蒸着させることで形成される。なお、各電極３１，３３が第１基部５１の主面５１Ｓに設けられていることは必須ではない。例えば、各電極３１，３３を板状の金属部材としてもよい。この場合、接着剤等で各電極３１，３３を主面５１Ｓに接着してもよい。また、各電極３１，３３を第１電極室形成部５３の＋Ｚ側の主面５３Ｓに設けてもよい。さらには、各電極３１，３３を第１基部５１と第１電極室形成部５３の間に挟持してもよい。

第１作用電極３１および第１参照電極３３は、第１電極室２２の内側から外側にまたがって配置されている。詳細には、第１作用電極３１は、第１電極室２２の内側に面する室内電極部３１１と、第１電極室２２外に配置される室外電極部３１２とを有する。第１参照電極３３は、第１電極室２２の内側に面する室内電極部３３１と、第１電極室２２外に配置される室外電極部３３２とを有する。

第１作用電極３１の室内電極部３１１は、第１参照電極３３の室内電極部３３１の＋Ｙ側に若干の隙間をあけて配置される。Ｘ軸方向における、室内電極部３１１，３３１各々の長さは、第１電極室２２よりも大きい。室内電極部３１１，３３１は、第１電極室２２の＋Ｚ側端に配置されて、それぞれが第１電極室２２をＸ軸方向に横断するように設けられる。Ｙ軸方向における、室内電極部３１１の幅は、室内電極部３３１よりも大きい。室内電極部３１１が第１電極室２２内に露出される表面積は、室内電極部３３１よりも大きい。

第１作用電極３１の室外電極部３１２は、配線部３１２１と接続部３１２２とを有する。配線部３１２１は、室内電極部３１１の＋Ｘ側端部から＋Ｙ側に延びて、接続部３１２２の－Ｘ側端部に接続する。接続部３１２２は矩形状を有しており、第１基部５１の四隅のうち、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の一角に配置される。接続部３１２２は、室内電極部３１１よりも＋Ｙ側に配置されている。接続部３１２２は、デバイス本体部１０に設けられた第１導通穴７１の内側に面する。接続部３１２２は、第１導通穴７１を介してデバイス本体部１０の外側に露出される。第１導通穴７１は、デバイス本体部１０において、室外電極部３１２よりも－Ｚ側に設けられている。

第１参照電極３３の室外電極部３３２は、配線部３３２１と接続部３３２２とを有する。配線部３３２１は、室内電極部３３１の－Ｘ側端部から＋Ｙ側に延びて、接続部３３２２の＋Ｘ側端部に接続する。接続部３３２２は、接続部３１２２と同一の矩形状を有しており、第１基部５１の四隅のうち、－Ｘ側かつ＋Ｙ側の一角に配置される。接続部３３２２は、室内電極部３３１よりも＋Ｙ側に配置される。接続部３３２２は、デバイス本体部１０に設けられた第３導通穴７３の内側に面する。接続部３３２２は、第３導通穴７３を介してデバイス本体部１０の外側に露出される。第３導通穴７３は、デバイス本体部１０において、室外電極部３３２よりも－Ｚ側に設けられている。

図３に示すように、第１導通穴７１および第３導通穴７３各々は、他方側部材６０（部材６１～６３を含む。）、支持膜４０および第１電極室形成部５３各々に設けられた、Ｚ軸方向に貫通する貫通穴で構成される。第１導通穴７１および第３導通穴７３各々の一方は、第２基部６１の－Ｚ側の主面６１０Ｓにおいて－Ｚ側に開口する。また、第１導通穴７１の他方は、第１作用電極３１の室外電極部３１２（詳細には、接続部３１２２）に重なるように開口し、第３導通穴７３の他方は、第１参照電極３３の室外電極部３３２の接続部３３２２に重なるように開口する。

Ｚ軸方向に延びる導電性を有するピン９１（導体）を、－Ｚ側から導通穴７１，７３各々に挿通することによって、当該ピン９１の先端を電極３１，３３各々（詳細には、接続部３１２２，３３２２）に接触させることができる。これによって、電極３１，３３各々を、ピン９１を介して外部に導通できる。

第２作用電極３２および第２参照電極３４は、第２基部６１と第２電極室形成部６３との間、より詳細には第２基部６１とパッド基部６２の間に配置される。各電極３２，３４は、第２基部６１の＋Ｚ側の主面６１Ｓに設けられている（図２参照）。各電極３２，３４は、例えば、第２基部６１の主面６１Ｓに金属を蒸着させることで形成される。なお、各電極３２，３４が第２基部６１の主面６１Ｓに設けられていることは必須ではない。例えば、各電極３２，３４を板状の金属部材としてもよい。この場合、接着剤等で各電極３２，３４を主面６１Ｓに接着してもよい。また、各電極３２，３４がパッド基部６２の－Ｚ側の主面６２Ｓに設けられてもよい。さらには、各電極３２，３４を第２基部６１とパッド基部６２の間に挟持してもよい。

電極３２，３４各々は、第２電極室２３の内側から外側にまたがって配置されている。詳細には、第２作用電極３２は、第２電極室２３の内側に面する室内電極部３２１と、第２電極室２３外に配置される室外電極部３２２とを有する。第２参照電極３４は、第２電極室２３の内側に面する室内電極部３４１と、第２電極室２３外に配置される室外電極部３４２とを有する。

電極３２，３４各々の室内電極部３２１，３４１は、第２電極室２３の－Ｚ側の底面（第２基部６１の主面６１Ｓ）に配置される（図６参照）。また、室内電極部３２１，３４１は、パッド基部６２に設けられた貫通穴の内側に配置される。室内電極部３２１は、室内電極部３４１の＋Ｙ側に若干の隙間をあけて配置される。Ｘ軸方向における、室内電極部３２１，３４１の長さは、第２電極室２３よりも大きい。室内電極部３２１，３４１は、第２電極室２３の－Ｚ側端に配置されており、それぞれが第１電極室２２をＸ軸方向に横断するように設けられる。Ｙ軸方向における室内電極部３２１の幅は、室内電極部３４１よりも大きい。第２電極室２３内に露出される、室内電極部３２１の表面積は、室内電極部３４１の表面積よりも大きい。

第２作用電極３２の室外電極部３２２は、配線部３２２１と接続部３２２２とを有する。配線部３２２１は、室内電極部３２１の＋Ｘ側端部から－Ｙ側に延びて、接続部３２２２の－Ｘ側端部に接続する。接続部３２２２は、正方形状を有しており、室内電極部３２１よりも－Ｙ側に配置されている。

第２参照電極３４の室外電極部３４２は、配線部３４２１と接続部３４２２とを有する。配線部３４２１は、室内電極部３４１の－Ｘ側端部から－Ｙ側に延びて、接続部３４２２の＋Ｘ側端部に接続する。接続部３４２２は、正方形状を有しており、室内電極部３４１よりも－Ｙ側に配置されている。

デバイス本体部１０は、接続パッド３２３，３４３を備えている。接続パッド３２３，３４３は、第２基部６１と第２電極室形成部６３との間、より詳細には、第２基部６１とパッド基部６２との間に配置され、それぞれが、第２作用電極３２および第２参照電極３４の接続部３２２２，３４２２に接触する位置に設けられる（図１および図５参照）。接続パッド３２３，３４３は、平面視において矩形状であり、導電性を有する。本例では、Ｚ軸方向の平面視において、接続パッド３２３は接続部３２２２よりも大きく、接続パッド３４３は接続部３４２２よりも大きい。

接続パッド３２３，３４３は、パッド基部６２の－Ｚ側の主面６２Ｓに設けられている（図２参照）。接続パッド３２３は、パッド基部６２の四隅のうち＋Ｘ側かつ－Ｙ側の一角に設けられており、接続パッド３４３は、パッド基部６２のうち－Ｘ側かつ－Ｙ側の一角に設けられている。

接続パッド３２３は、デバイス本体部１０に設けられた第２導通穴７２の内側に面する。このため、接続パッド３２３の一部は、第２導通穴７２を介してデバイス本体部１０の外側に露出される（図５参照）。接続パッド３４３は、デバイス本体部１０に設けられた第４導通穴７４の内側に面する。このため、接続パッド３４３の一部は、第４導通穴７４を介してデバイス本体部１０の外側に露出される。デバイス本体部１０において、導通穴７２，７４各々は、接続パッド３２３，３４３よりも－Ｚ側に設けられている。

図５に示すように、第２導通穴７２および第４導通穴７４各々は、他方側部材６０の第２基部６１に設けられた、Ｚ軸方向に貫通する貫通穴で構成される。Ｚ軸方向に延びる導電性を有するピン９１を、－Ｚ側から導通穴７２，７４各々に挿通することによって、ピン９１の先端を接続パッド３２３，３４３各々に接触させることができる。これにより、接続パッド３２３，３４３各々に接触する電極３２，３４（詳細には、接続部３２２２，３４２２）各々を、ピン９１を介して外部に導通できる。

接続パッド３２３，３４３は、例えば、金属をパッド基部６２の主面６２Ｓに蒸着させることによって形成される。なお、接続パッド３２３，３４３は、板状の金属部材としてもよい。この場合、接続パッド３２３，３４３を主面６２Ｓに接着剤等で接着してもよい。また、接続パッド３２３，３４３を第２基部６１の＋Ｚ側の主面６１Ｓに接着してもよい。さらには、接続パッドを、第２基部６１とパッド基部６２の間に挟持してもよい。

第１流路２４および第２流路２５は、第１基部５１および第１電極室形成部５３各々にレーザ加工等で設けられた、Ｚ軸方向に貫通する貫通穴で構成されている（図６参照）。第１流路２４の両端のうち、一方は一方側部材５０の＋Ｚ側主面５００Ｓ（第１基部５１の＋Ｚ側主面）における計測室２１（第１電極室２２）よりも－Ｙ側の位置で＋Ｚ方向に開口し、他方が一方側部材５０内の第１電極室２２に開口する（図１および図６参照）。第２流路２５の両端のうち、一方は＋Ｚ側主面５００Ｓにおける計測室２１（第１電極室２２）よりも＋Ｙ側の位置で＋Ｚ方向に開口し、他方が一方側部材５０内の第１電極室２２に開口する（図１および図６参照）。第１流路２４および第２流路２５のうち、一方を介して第１電極室２２に培養液等の液体を供給できるとともに、他方を介して第１電極室２２内の液体を排出できる。これによって、第１電極室２２内の液体を交換または循環できる。

第３流路２６および第４流路２７は、第１基部５１、第１電極室形成部５３、支持膜４０、および第２電極室形成部６３各々にレーザ加工等で設けられた、Ｚ軸方向に貫通する貫通穴で構成されている（図４参照）。第３流路２６の両端のうち、一方は一方側部材５０の＋Ｚ側主面５００Ｓにおける計測室２１（第２電極室２３）よりも－Ｘ側の位置で＋Ｚ方向に開口し、他方が第２電極室２３に開口する（図１および図４参照）。第４流路２７の両端のうち、一方は一方側部材５０の＋Ｚ側主面５００Ｓにおける計測室２１（第２電極室２３）よりも＋Ｘ側の位置で＋Ｚ方向に開口し、他方が第２電極室２３に開口する（図１および図４参照）。第３流路２６および第４流路２７のうち、一方から第２電極室２３に培養液等の液体を供給でき、かつ他方から第２電極室２３内の液体を排出できる。これによって、第２電極室２３内の液体を交換または循環させることができる。

図６に示すように、支持領域４００は、第１作用電極３１のうち第１電極室２２内にある室内電極部３１１とＺ軸方向に重ならない非重複領域４０２を含む。また、この非重複領域４０２は、支持膜４０よりも－Ｚ側にある第２作用電極３２の室内電極部３２１とＺ軸方向に重ならない領域でもある。比較的幅広の室内電極部３１１と重ならない非重複領域４０２を設けることによって、非重複領域４０２に支持される生体試料を、第１作用電極３１に妨げられずにデバイス本体部１０の＋Ｚ側から有効に観察できる。また、室内電極部３２１と重ならない非重複領域４０２を設けることによって、デバイス本体部１０の－Ｚ側から光を照射して、透過観察を行うことができる。検査用デバイス１を光学顕微鏡に適用する場合、支持領域４００のうち、Ｚ軸方向に電極がない領域（室内電極部３３１よりも－Ｙ側、かつ、室内電極部３２１よりも＋Ｙ側）は、観察に適した観察対象領域である。

検査用デバイス１においては、室内電極部３１１の－Ｙ側に、第１参照電極３３の室内電極部３３１が配置されており、当該室内電極部３３１は、非重複領域４０２と一部重なる（図６参照）。しかしながら、非重複領域４０２のうち、室内電極部３３１の－Ｙ側端よりも－Ｙ側の領域は、室内電極部３３１とＺ軸方向に重ならないため、当該領域において、生体試料を有効に観察できる。また、Ｙ軸方向における室内電極部３３１の幅を室内電極部３１１よりも小さくすることによって、室内電極部３３１が生体試料の観察を妨げることを軽減できる。また、作用電極３１，３２を光が透過可能な程度に薄くするか、もしくは透明な電極材料で形成することによって、これらの電極が観察に与える影響を小さくすることができる。

また、検査用デバイス１では、電気抵抗を計測する際に、各電極３１～３４の外部との導通がデバイス本体部１０の－Ｚ側に設けられた導通穴７１～７４に導体（ピン９１）を挿通することによって行われる。このため、デバイス本体部１０の＋Ｚ側に生体試料の観察を妨げる物が配置されることを抑制できる。したがって、生体試料について、電気抵抗の計測を行いつつ、かつ観察を有効に行なうことができる。

また、一方側部材５０および他方側部材６０がＰＥＴで構成される場合、流路２４～２７各々の内面や計測室２１の内面に薬剤等の異物が付着することを軽減できる。このため、残存する異物が生体試料の電気抵抗の計測に影響することを軽減できる。

＜電気抵抗の計測について＞
図９は、検査用デバイス１の電気的接続を示す回路図である。検査用デバイス１が電気抵抗の計測に適用される場合、検査用デバイス１には電源装置１１および電圧計１３が接続される。電源装置１１の出力端子は、導線１５を介して、第１作用電極３１および第２作用電極３２に接続される。電圧計１３の入力端子は、導線１７を介して、第１参照電極３３および第２参照電極３４に接続される。なお、導線１５，１７と電極３１～３４と間の接続部分には、例えば上述したピン９１が適用できる。

検査用デバイス１を用いて電気抵抗が計測される場合、支持膜４０における支持領域４００に生体試料（例えば、培養細胞）が支持される。そして、流路２４～２７各々に、検査に適した所定の液体（例えば、培養液）を供給または吸引するチューブが接続され、第１電極室２２および第２電極室２３において、液体の交換または循環が行われる。

図９において、抵抗Ｒｍは、支持膜４０における支持領域４００の部分および支持領域４００上に支持された生体試料（以下、これらを「生体試料部」と称する。）の電気抵抗に相当する。抵抗Ｒｗ１は、第１作用電極３１と生体試料部との間の液体の電気抵抗に相当し、抵抗Ｒｗ２は、第２作用電極３２と生体試料部との間における液体の電気抵抗に相当する。抵抗Ｒｒ１は、第１参照電極３３と生体試料部との間における液体の電気抵抗に相当し、抵抗Ｒｒ２は、第２参照電極３４と生体試料部との間における液体の電気抵抗に相当する。

生体試料の電気抵抗を計測する場合、電源装置１１を駆動することによって第１作用電極３１と第２作用電極３２の間に電位がかけられ、これと同時に、電圧計１３によって第１参照電極３３と第２参照電極３４の間の電圧値が計測される。そして、計測した電圧値から、不図示のコンピュータまたは手計算によって、作用電極３１，３２間の正確な電圧値が算出されるとともに、その電圧値から作用電極３１，３２間の電気抵抗が算出される。さらに、作用電極３１，３２間の電気抵抗から、不図示のコンピュータまたは手計算によって、生体試料部の抵抗Ｒｍが算出される。これによって、支持膜４０に支持された生体試料の電気的特性が取得される。

電源装置１１を用いて作用電極３１，３２間に電位をかけると、各作用電極３１，３２の電極表面（詳細には、室内電極部３１１，３２１の表面）において、液体の酸化反応および還元反応が起き、これによって電気二重層が形成される場合がある。この場合、電源装置１１による出力電位と作用電極３１，３２間の電圧値とが異なるおそれがある。検査用デバイス１では、作用電極３１，３２の室内電極部３１１，３２１各々の近傍に、参照電極３３，３４の室内電極部３３１，３４１各々が配置されており、そして参照電極３３，３４間の電位が電圧計１３によって計測される。その計測電位を、作用電極３１，３２間の電圧値として利用することによって、生体試料部の抵抗Ｒｍを正確に計測できる。

検査用デバイス１では、第１作用電極３１の室内電極部３１１が、第２作用電極３２の室内電極部３２１に対して、Ｚ軸方向に直交するＹ軸方向（第２方向）にずれて配置されている。このため、作用電極３１，３２間に電位をかけた際に、室内電極部３１１，３２１間において、Ｙ軸方向の広い範囲に電場を発生させることができる。これによって、生体試料の広い範囲について電気抵抗を計測できる。

＜２．変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、一方側部材５０は、板状の部材５１，５３を積層することによって作製されているが、一体成形によって作製されてもよい。これと同様に、他方側部材６０についても、板状の部材６１，６２，６３を積層することによって作製されているが、例えば、他方側部材６０の一部または全部を、一体成形によって作製されたものとしてもよい。また、デバイス本体部１０を、一体成形によって作製されたものとしてもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記実施形態および変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１検査用デバイス
１０デバイス本体部
２１計測室
２２第１電極室
２３第２電極室
２４第１流路
２５第２流路
３１第１作用電極
３１１，３２１室内電極部
３１２，３２２室外電極部
３２第２作用電極
３２３接続パッド
３３第１参照電極
３４第２参照電極
４０支持膜（支持部）
４００支持領域
４０２非重複領域
５０一方側部材
５０Ｓ内面
５１第１基部
５３第１電極室形成部
６０他方側部材
６０Ｓ内面
６１第２基部
６２パッド基部
６３第２電極室形成部
７１第１導通穴
７２第２導通穴

Claims

生体試料の電気抵抗を計測するための検査用デバイスであって、
デバイス本体部と、
前記デバイス本体部の内部に設けられ、液体を貯留する計測室と、
前記計測室に連通する流路と、
前記生体試料を支持する支持領域を有し、前記計測室内を第１方向の一方側の第１電極室および前記第１方向の他方側の第２電極室に仕切る支持部と、
前記第１電極室の内側および外側にまたがって配線された第１作用電極と、
前記第２電極室の内側および外側にまたがって配線された第２作用電極と、
を備え、
前記デバイス本体部の前記支持領域よりも前記一方側の部分であって、前記支持領域と前記第１方向に重なる部分が透明性を有しており、
前記支持領域は、前記第１作用電極のうち前記第１電極室内にある室内電極部と前記第１方向に重ならない非重複領域を含み、
前記第１作用電極は、前記第１電極室の外側に配置されている室外電極部を含み、
前記デバイス本体部は、
一方が前記デバイス本体部の外側に開口するとともに、他方が前記第１作用電極の前記室外電極部に重なるように開口する第１導通穴を有する、検査用デバイス。
請求項１の検査用デバイスであって、
前記第１導通穴は、前記第１作用電極の前記室外電極部よりも前記他方側に設けられている、検査用デバイス。
生体試料の電気抵抗を計測するための検査用デバイスであって、
デバイス本体部と、
前記デバイス本体部の内部に設けられ、液体を貯留する計測室と、
前記計測室に連通する流路と、
前記生体試料を支持する支持領域を有し、前記計測室内を第１方向の一方側の第１電極室および前記第１方向の他方側の第２電極室に仕切る支持部と、
前記第１電極室の内側および外側にまたがって配線された第１作用電極と、
前記第２電極室の内側および外側にまたがって配線された第２作用電極と、
を備え、
前記デバイス本体部の前記支持領域よりも前記一方側の部分であって、前記支持領域と前記第１方向に重なる部分が透明性を有しており、
前記支持領域は、前記第１作用電極のうち前記第１電極室内にある室内電極部と前記第１方向に重ならない非重複領域を含み、
前記デバイス本体部は、
前記支持部の前記一方側に配置され、前記第１電極室に対応する内面を有する一方側部材と、
前記支持部の前記他方側に配置され、前記第２電極室に対応する内面を有する他方側部材と、
を含み、
前記他方側部材は、
前記第２作用電極の前記他方側に配置される第２基部と、
前記第２基部と前記支持部との間に配置され、前記第２電極室に対応する内面を有する第２電極室形成部と、
を含み、
前記検査用デバイスは、
前記第２基部と前記第２電極室形成部との間であって、前記第２作用電極と接触する位置に設けられた導電性を有する接続パッドと、
前記第２基部と前記第２電極室形成部との間に配置され、前記他方側の表面に前記接続パッドが設けられているパッド基部と、
をさらに備える、検査用デバイス。
請求項３の検査用デバイスであって、
前記第２作用電極が、前記第２基部の前記一方側の表面に設けられている、検査用デバイス。
請求項３または請求項４の検査用デバイスであって、
前記第２基部は、前記他方側に開口するとともに、前記一方側において前記パッド基部の前記接続パッドに重なるように開口する第２導通穴を有する、検査用デバイス。
請求項１から請求項５のいずれか１項の検査用デバイスであって、
前記第１電極室の内側および外側にまたがって配線された第１参照電極と、
前記第２電極室の内側および外側にまたがって配線された第２参照電極と、
をさらに備える、検査用デバイス。
請求項１から請求項６のいずれか１項の検査用デバイスであって、
前記デバイス本体部が、ポリエチレンテレフタラートで形成されている、検査用デバイス。