JP7469092B2 - 細胞保持容器 - Google Patents

細胞保持容器 Download PDF

Info

Publication number
JP7469092B2
JP7469092B2 JP2020051311A JP2020051311A JP7469092B2 JP 7469092 B2 JP7469092 B2 JP 7469092B2 JP 2020051311 A JP2020051311 A JP 2020051311A JP 2020051311 A JP2020051311 A JP 2020051311A JP 7469092 B2 JP7469092 B2 JP 7469092B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
regions
cell
contact angle
working
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020051311A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021145643A (ja
Inventor
哲 浦川
雅和 真田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2020051311A priority Critical patent/JP7469092B2/ja
Priority to CN202110218887.1A priority patent/CN113433179B/zh
Priority to US17/191,088 priority patent/US20210293777A1/en
Publication of JP2021145643A publication Critical patent/JP2021145643A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7469092B2 publication Critical patent/JP7469092B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
    • G01N33/48728—Investigating individual cells, e.g. by patch clamp, voltage clamp
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/301—Reference electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

本発明は、細胞保持容器に関する。
従来、神経細胞等の細胞あるいは組織の誘導電気を測定するために、微小電極アレイ（Micro-Electrode Array）と呼ばれる、複数の電極が底面に設けられた細胞保持容器であるＭＥＡ電極を用いて細胞外電位を計測するシステムが知られている。ＭＥＡ電極については、例えば、特許文献１に記載されている。
このようなＭＥＡ電極は、測定面に複数の作用電極と参照電極とを有する。細胞外電位の測定時には、まず、細胞または組織の切片を含む培養液等の液体（細胞懸濁液）を作用電極の上に滴下する。しばらくすると、液体中の細胞または組織の切片が作用電極上に沈下して細胞層を形成する。細胞層の形成後、当該細胞層の細胞外電位の測定を行う。
特表２００２－５２３７２６号公報
細胞層の細胞外電位を計測する場合、参照電極には細胞層が接触していないことが必要である。このため、細胞懸濁液の滴下時に、細胞懸濁液を参照電極に接触させないことが必要となる。すなわち、細胞懸濁液の滴下領域が参照電極まで拡がらないことが必要となる。
また、細胞層の厚みは、細胞懸濁液の濃度および滴下量が一定であれば、細胞懸濁液の滴下領域の面積（滴下面積）によって左右される。細胞懸濁液の滴下面積が大きければ細胞層は薄くなり、細胞懸濁液の滴下面積が小さければ細胞層は厚くなる。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、細胞懸濁液の滴下領域および滴下面積を調節できる技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、細胞懸濁液が滴下される測定面を有する細胞保持容器であって、前記測定面は、複数の作用電極が配置される作用領域と、前記作用領域よりも外側に配置される参照電極と、前記作用領域と前記参照電極との間に設けられる複数の第１領域と、径方向に隣り合う２つの前記第１領域の間に配置される第２領域と、を含み、前記第１領域における接触角は、前記作用領域における接触角および前記第２領域における接触角よりも４０°以上大きく、前記第１領域はそれぞれ、前記作用領域を環状に囲み、前記第１領域はそれぞれ、周方向に途切れる切れ目を有し、前記作用電極から前記第１領域の径方向外側に延びる配線が、前記切れ目に配置される。
本願の第２発明は、第１発明の細胞保持容器であって、前記作用電極と、前記配線と、前記第１領域の表面とはいずれも金属膜であり、前記切れ目において、前記金属膜も周方向に途切れ、前記作用電極から延びる前記配線と、前記第１領域の前記金属膜とは周方向に互いに間隔を開けて配置される。
本願の第３発明は、第２発明の細胞保持容器であって、前記作用電極、前記配線、および前記第１領域の表面はＡｕ金属膜であり、前記作用電極を除く前記作用領域の表面、および、前記第２領域の表面はＳｉＯｘ膜であり、前記切れ目において、前記配線の上面はＳｉＯｘ膜で覆われる。
本願の第４発明は、第１発明の細胞保持容器であって、前記第１領域はそれぞれ、円環状である。
本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明のいずれかの細胞保持容器であって、前記第１領域は平面状であり、前記第１領域を形成する材料の平面における接触角が、前記作用領域における接触角および前記第２領域における接触角よりも大きい。
本願の第６発明は、第１発明の細胞保持容器であって、前記第１領域の表面は、少なくとも径方向に凹凸を有し、前記第１領域を形成する材料は、凹凸を有する面における接触角が、平面における接触角よりも大きい。
本願の第１発明から第６発明によれば、作用領域または第２領域の外側に配置された第１領域によって細胞懸濁液が拡がるのが抑制される。これにより、細胞懸濁液の滴下領域を第１領域の内側に調整することができる。また、第１領域が複数段あることにより、複数の滴下領域および滴下面積から選択することができる。したがって、細胞懸濁液の滴下面積を選択して細胞層の厚みを調節することができる。
特に、本願の第４発明によれば、細胞懸濁液の拡がり方が等方的になる。これにより、細胞層の厚みも等方的となる。
特に、本願の第５発明によれば、材料の選択によって接触角を設定する。
特に、本願の第６発明によれば、第１領域を構成する材料の平面における接触角が、作用領域および第２領域の接触角に比べて十分大きくない場合であっても、凹凸を設けることによって第１領域の接触角を十分に大きくすることができる。
第１実施形態に係る細胞保持容器の斜視図である。 第１実施形態に係る細胞保持容器の上面図である。 第１実施形態に係る細胞保持容器に細胞懸濁液を滴下後の様子を概念的に示す図である。 第１実施形態に係る細胞保持容器の部分断面図である。 第１実施形態に係る細胞保持容器の部分上面図である。 一変形例に係る細胞保持容器の部分上面図である。 一変形例に係る細胞保持容器の部分断面図である。 他の変形例に係る細胞保持容器の部分断面図である。 他の変形例に係る細胞保持容器の上面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において細胞保持容器の底面に平行な方向を「水平方向」、水平方向に直交する方向を「上下方向」と称する。しかしながら、細胞保持容器の使用時の姿勢は、細胞保持容器の底面が必ずしも水平方向とならなくてもよい。また、測定領域の中央部を中心とした円弧に沿う方向を「周方向」、測定領域の中央部から延びる方向を「径方向」と称する。
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、図面中の一部の構成は誇張して表現される場合がある。すなわち、図面に示される構成の大きさおよび位置の相互関係は必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。
＜１．第１実施形態＞
＜１－１．細胞保持容器の構成＞
本発明の第１実施形態に係る細胞保持容器１について、図１および図２を参照しつつ説明する。図１は、細胞保持容器１の斜視図である。図２は、細胞保持容器１の上面図である。なお、図２中、領域の境界を明確にするため、一部の領域を着色して示している。また、図１および図２において、後述する作用電極２００および参照電極５００から延びる配線については、図示を省略している。
この細胞保持容器１は、内部に細胞層および培地を収容および保持するとともに、保持された細胞層の電気的特性を計測するための容器である。細胞保持容器１は、その底面に、細胞保持容器１内に収容された細胞または組織の電気的特性を計測するための電極を有している。この細胞保持容器１は、細胞または組織の切片を含む培養液等の液体（細胞懸濁液）を滴下した後に形成される細胞層について、電気的特性を計測するためのものである。しかしながら、細胞保持容器１内で細胞を培養して形成された細胞層や、脳スライス試料等の生体組織について電気的特性を計測する際に使用してもよい。
図１および図２に示すように、細胞保持容器１は、カップ状の凹部９０を有する本体部９と、凹部９０の底面を構成する測定面８とを有する。本実施形態の細胞保持容器１は、本体部９が凹部９０を１つだけ有する有底円筒形の容器である。このため、本体部９は、平板状の底板部９１と、底板部９１の縁部から上方に延びる側壁部９２とを有する。そして、底板部９１の上面が測定面８となる。
本実施形態の細胞保持容器１は、本体部９が凹部９０を１つだけ有する有底円筒形の容器であるが、本発明はこれに限られない。本体部９が複数の凹部９０を有する、所謂マルチウェルプレートであってもよい。
細胞保持容器１に細胞懸濁液を滴下する際には、測定面８が鉛直上向きとなるように、例えば載置台に載置され、固定される。そして、測定面８の上に細胞懸濁液が所定の容量滴下される。細胞懸濁液の滴下量は、例えば数μＬ（より具体的には、例えば４μＬ）程度である。細胞懸濁液の滴下後、細胞保持容器１の姿勢を維持したまま、しばらく待機を行う。この間に、滴下された細胞懸濁液中に含まれる細胞や組織片は、液中を沈下して、測定面８上においてシート状の細胞層を形成する。これにより、細胞懸濁液の拡がった領域（滴下領域）に細胞層が形成される。詳細な細胞懸濁液の滴下方法については、後述する。
測定面８は、作用領域２０、内側第１領域３１、中間第１領域３２、外側第１領域３３、内側第２領域４１、外側第２領域４２、および参照領域５０を有する。本実施形態の測定面８は上面視において円形であるが、本発明はこれに限られない。測定面は、楕円形、正方形その他の正多角形、あるいは長方形等の他の形状であってもよい。
作用領域２０は、測定面８の中央に設けられた領域である。
３つの第１領域３１，３２，３３は、作用領域２０よりも外側に配置される領域である。第１領域３１，３２，３３はそれぞれ、作用領域２０を環状に囲む。具体的には、第１領域３１，３２，３３はそれぞれ、同心円環状の領域である。
内側第１領域３１、中間第１領域３２および外側第１領域３３は、径方向内側から径方向外側へ向かって順に、径方向に間隔を空けて配置される。
２つの第２領域４１，４２は、作用領域２０および内側第１領域３１よりも外側に配置される領域である。第２領域４１，４２もそれぞれ、作用領域２０を環状に囲む。具体的には、第２領域４１，４２はそれぞれ、同心円環状の領域である。
２つの第２領域４１，４２はそれぞれ、第１領域３１，３２，３３のうちの径方向に隣り合う２つの間に配置される。具体的には、内側第２領域４１は内側第１領域３１と中間第１領域３２との間に配置される。外側第２領域４２は中間第１領域３２と外側第１領域３３との間に配置される。
参照領域５０は、外側第２領域４２の外側の領域である。
このように、径方向内側から順に、作用領域２０、内側第１領域３１、内側第２領域４１、中間第１領域３２、外側第２領域４２、外側第１領域３３、参照領域５０の順に径方向に隣り合って配置される。
また、測定面８には、複数の作用電極２００と、２つの参照電極５００とが配置されている。
複数の作用電極２００は、いずれも作用領域２０内に配置される。複数の作用電極２００は、上面視において作用領域２０内に２次元的に配列されている。本実施形態では、１６個の作用電極２００が４行４列のマトリックス状に配列されているが、作用電極２００の個数および配置はこれに限られない。作用電極２００は互いに間隔を空けて配置されていればよい。
また、本実施形態の作用電極２００は、いずれも上面視において正方形であるが、作用電極２００の形状は丸形、長方形、その他任意の形状であってもよい。
参照電極５００は、いずれも参照領域５０に配置される。本実施形態の参照電極５００は、外側第１領域３３の外縁部に沿って円弧状に延びる。なお、参照電極５００の数は２つに限られず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、参照電極５００の形状も円弧状に限られず、作用電極２００と同様、上面視において正方形、長方形、その他任意の形状であってもよい。
具体的には、本実施形態では、作用領域２０の表面は、作用電極２００の部分を除いて、ＳｉＯｘ膜である。第１領域３１，３２，３３の表面は、金（Ａｕ）である。第２領域４１，４２の表面は、ＳｉＯｘ膜である。参照領域５０の表面は、参照電極５００の部分を除いて、ＳｉＯｘ膜である。また、作用電極２００および参照電極５００は金（Ａｕ）である。また、本実施形態では、作用領域２０、第１領域３１，３２，３３、および第２領域４１，４２はそれぞれ、その表面が、各領域を構成する材料を平面状に形成したものである。
ＳｉＯｘ膜の平面状の表面における接触角は３０°未満であり、金（Ａｕ）の平面状の表面における接触角は約８０°である。このため、作用領域２０および第２領域４１，４２の接触角は３０°未満であり、第１領域３１，３２，３３の接触角は約８０°である。
このように、第１領域３１，３２，３３における接触角は、作用領域２０における接触角と、第２領域４１，４２における接触角よりも大きい。なお、「作用領域２０における接触角」とは、「作用領域２０の作用電極２００を除いた部分における接触角」である。これにより、第１領域３１，３２，３３と、作用領域２０および第２領域４１，４２との境界部において、作用領域２０および第２領域４１，４２上に滴下された液体が第１領域３１，３２，３３に進入するのが抑制される。
より具体的には、上記の通り、第１領域３１，３２，３３における接触角は、作用領域２０における接触角および第２領域４１，４２における接触角よりも４０°以上大きい。このため、第１領域３１，３２，３３と、作用領域２０および第２領域４１，４２との境界部において、作用領域２０および第２領域４１，４２上に滴下された液体が第１領域３１，３２，３３に進入するのが、より効率よく抑制される。
本実施形態では、上記の通り、第１領域３１，３２，３３は平面状である。そして、第１領域３１，３２，３３を形成する材料（金（Ａｕ））の平面における接触角が、作用領域２０および第２領域４１，４２における接触角よりも大きい。すなわち、第１領域３１，３２，３３の表面形状を複雑にすることなく、作用領域２０および第２領域４１，４２上に滴下された液体が第１領域３１，３２，３３に進入するのが抑制される。
＜１－２．細胞懸濁液の拡がり方＞
細胞保持容器１において細胞懸濁液から形成された細胞層を計測する場合には、まず、細胞または組織の切片を含む培養液等の液体（細胞懸濁液）を作用電極の上に滴下する。しばらくすると、液体中の細胞または組織の切片が作用電極上に沈下して細胞層を形成する。細胞層の形成後、当該細胞層の細胞外電位の測定を行う。
ここで、細胞懸濁液の滴下後の細胞懸濁液の拡がり方について、図３を参照しつつ説明する。図３は、細胞懸濁液の滴下後の様子を概念的に示す図である。図３においては、図２中の着色した箇所がわかるように、Ａ－Ａ’断面における測定面８部分を、実際の断面形状ではなく、図２と同じ着色を付してブロック状に示している。すなわち、図３においては、図２において着色がなされた部分と、着色がなされていない部分とを、便宜的にブロック分けして断面のように示している。繰り返しとなるが、図３のブロック分けの断面図は、実際の細胞保持容器１の断面形状とは異なる。
細胞懸濁液をマイクロピペット等で作用領域２０の中央部に滴下すると、作用領域２０内は比較的接触角が小さいため、細胞懸濁液が作用領域２０内に拡がりやすい。このため、細胞懸濁液は作用領域２０の外縁部まで拡がっていく。
上記の通り、内側第１領域３１の表面における接触角は、作用領域２０の接触角よりも大きい。この接触角の差により、細胞懸濁液は、作用領域２０の外縁部から内側第１領域３１へと進入しにくい。したがって、細胞懸濁液の拡がりは、内側第１領域３１の内縁部で留まる。すなわち、細胞懸濁液の滴下範囲を内側第１領域３１の内側に制御することができる。この場合、細胞懸濁液の断面形状Ｃは、図３上段に示す「内側第１領域で制御した場合」のようになる。
次に、細胞懸濁液の滴下範囲を拡げたい場合、例えば、細胞懸濁液を内側第１領域３１の全体を覆うように拡げながら滴下する。この場合、内側第１領域３１上に滴下された細胞懸濁液は、内側第１領域３１内から、内側第１領域３１と隣接し、かつ、内側第１領域３１より接触角の小さい、作用領域２０および内側第２領域４１へと進入する。その後、細胞懸濁液は、比較的接触角の小さい作用領域２０および内側第２領域４１内に拡がる。このため、細胞懸濁液は、作用領域２０、内側第１領域３１および内側第２領域４１の全体を覆うように拡がる。
内側第２領域４１の外縁部付近において、隣接する中間第１領域３２の表面における接触角は、内側第２領域４１の表面における接触角よりも大きい。この接触角の差により、細胞懸濁液は、内側第２領域４１の外縁部から中間第１領域３２へと進入しにくい。したがって、細胞懸濁液の拡がりは、中間第１領域３２の内縁部で留まる。すなわち、細胞懸濁液の滴下範囲を中間第１領域３２の内側に制御することができる。この場合、細胞懸濁液の断面形状Ｃは、図３中段に示す「中間第１領域で制御した場合」のようになる。
続いて、細胞懸濁液の滴下範囲をさらに拡げたい場合、例えば、細胞懸濁液を内側第１領域３１および中間第１領域３２の全体を覆うように拡げながら滴下する。この場合、内側第１領域３１上に滴下された細胞懸濁液は、内側第１領域３１内から、内側第１領域３１と隣接し、かつ、内側第１領域３１より接触角の小さい、作用領域２０および内側第２領域４１へと進入する。また、中間第１領域３２上に滴下された細胞懸濁液は、中間第１領域３２内から、中間第１領域３２と隣接し、かつ、中間第１領域３２より接触角の小さい、内側第２領域４１および外側第２領域４２へと進入する。
その後、細胞懸濁液は、比較的接触角の小さい作用領域２０、内側第２領域４１および外側第２領域４２内に拡がる。このため、細胞懸濁液は、作用領域２０、内側第１領域３１、内側第２領域４１、中間第１領域３２および外側第２領域４２の全体を覆うように拡がる。
外側第２領域４２の外縁部付近において、隣接する外側第１領域３３の表面における接触角は、外側第２領域４２の表面における接触角よりも大きい。この接触角の差により、細胞懸濁液は、外側第２領域４２の外縁部から外側第１領域３３へと進入しにくい。したがって、細胞懸濁液の拡がりは、外側第１領域３３の内縁部で留まる。すなわち、細胞懸濁液の滴下範囲を外側第１領域３３の内側に制御することができる。この場合、細胞懸濁液の断面形状Ｃは、図３下段に示す「外側第１領域で制御した場合」のようになる。
このように、第１領域３１，３２，３３における接触角が、作用領域２０における接触角および第２領域４１，４２における接触角よりも大きいことにより、作用領域２０または第２領域４１，４２の外側に隣接する第１領域３１，３２，３３によって細胞懸濁液が拡がるのが抑制される。これにより、細胞懸濁液の滴下領域を第１領域３１，３２，３３の内側に調整することができる。
また、第１領域３１，３２，３３が複数段に配置されることにより、細胞懸濁液の滴下面積を複数の面積から選択することができる。本実施形態では、細胞懸濁液の滴下面積を、内側第１領域３１の内側の領域の面積、中間第１領域３２の内側の領域の面積、および外側第１領域３３の内側の領域の面積のいずれかから選択することができる。
したがって、細胞懸濁液の滴下領域および滴下面積を選択して、その後に形成される細胞層の厚みを調整することができる。
本実施形態では、第１領域３１，３２，３３はそれぞれ、作用領域２０を環状に囲む。このように、第１領域３１，３２，３３がそれぞれ環状であることにより、周方向の全域において細胞懸濁液の拡がりを抑制できる。したがって、細胞懸濁液の滴下領域をより厳密に調節することができる。なお、後述のように、第１領域３１，３２，３３は、周方向の僅かな幅の切れ目を有しているが、当該箇所を除いて環状であるため、このような効果は十分に有している。
また、本実施形態では、第１領域３１，３２，３３はそれぞれ、円環状である。このため、各第１領域３１，３２，３３の内側の領域において、細胞懸濁液の拡がり方が等方的になる。したがって、細胞懸濁液の滴下後に形成される細胞層の厚みも等方的となる。
＜１－３．測定面の断面形状について＞
続いて、本実施形態における測定面８の断面形状について、図４を参照しつつ説明する。図４は、Ｏ－Ｂ断面における細胞保持容器１の断面図である。
測定面８の形成時には、まず、本体部９の底板部９１の上面に、測定面８のうち金（Ａｕ）を材料とする領域を形成する。例えば、液相成膜法や気相成膜法により、本体部９の底板部９１の上面に、金（Ａｕ）を材料とする金属膜（以下では「Ａｕ金属膜」と称する）を形成する。その後、リソグラフィー法によって、レジストパターンの形成、エッチングおよびレジストの除去を行うことによって、作用電極２００、参照電極５００、作用電極２００および参照電極５００から延びる配線（例えば図５に示す配線５０１）、ならびに第１領域３１，３２，３３を形成する。なお、これらの金（Ａｕ）を材料とする領域は、リフトオフ法により形成されてもよい。
次に、ＳｉＯｘを材料とする領域を形成する。例えば、真空蒸着法やスパッタリングにより、底板部９１およびＡｕ金属膜の上にＳｉＯｘ絶縁膜の層を形成する。その後、リソグラフィー法によって、作用電極２００、参照電極５００および第１領域３１，３２，３３が露出するように、レジストパターンの形成、エッチングおよびレジストの除去を行う。これにより、ＳｉＯｘ絶縁膜が残った部分が作用領域２０、第２領域４１，４２および参照領域５０となる。なお、配線上のＳｉＯｘ絶縁膜は除去しない。
ここで、作用電極２００、参照電極５００および第１領域３１，３２，３３を含むＡｕ金属膜で形成された領域の縁部において、Ａｕ金属膜の上に、ＳｉＯｘ絶縁膜が僅かに残る。これにより、測定面８を形成するＡｕ金属膜およびＳｉＯｘ絶縁膜が、図４に示すような断面形状を形成する。一例として、内側第２領域４１を構成するＳｉＯｘ絶縁膜の内縁部は、内側第１領域３１を構成するＡｕ金属膜の外縁部の上に積層される。
ここで、作用電極２００から延びる配線を、作用電極２００とともに底板部９１の上面に形成する場合について、図５を参照しつつ説明する。図５は、細胞保持容器１の部分上面図である。本実施形態では、第１領域３１，３２，３３と、作用電極２００および参照電極５００と、作用電極２００から延びる配線２０１および参照電極５００から延びる配線（図示なし）とを同じ材料かつ同じ層として形成する。
このような場合に、さらに、作用電極２００から延びる配線２０１は、第１領域３１，３２，３３を横切って配置される場合がある。その場合、第１領域３１，３２，３３と配線２０１とが導通しないために、第１領域３１，３２，３３を、配線２０１およびその周縁部と重ならない様に配置する必要がある。そのため、例えば、図５に示すように、第１領域３１，３２，３３はそれぞれ、配線２０１が配置されるための周方向の切れ目３１１，３２１，３３１を有している。なお、当該切れ目３１１，３２１，３２２の周方向の幅は僅かであるため、第１領域３１，３２，３３による細胞懸濁液の拡がりを抑制する効果は十分にある。
＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
図６は、一変形例に係る細胞保持容器１Ａの部分上面図である。図７は、図６の例の細胞保持容器１ＡのＣ－Ｄ断面図である。この細胞保持容器１Ａでは、作用電極２００Ａから延びる配線２０１Ａと、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａを形成する金属膜とが、第２領域４１Ａ，４２Ａを形成するＳｉＯｘ絶縁膜の層を挟んで上下方向に重なって配置される。
このようにすれば、図６に示すように、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａが周方向の切れ目を有していなくてよい。このため、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａによる細胞懸濁液の広がりを抑制する効果が向上する。
図７に示すように、この細胞保持容器１Ａでは、作用電極２００Ａ、配線２０１Ａおよび参照電極５００Ａを構成する金属層の上に、ＳｉＯｘ絶縁膜を形成している。ＳｉＯｘ絶縁膜は、作用電極２００Ａおよび参照電極５００Ａを除く測定面８の全体に形成されている。これにより、作用電極２００Ａを除く作用領域２０Ａ、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ、第２領域４１Ａ，４２Ａおよび参照電極５００Ａを除く参照領域５０ＡがＳｉＯｘ絶縁膜で覆われる。そして、その後、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａにおいて、ＳｉＯｘ絶縁膜上に、当該ＳｉＯｘ絶縁膜よりも接触角の大きい層を形成している。このようにすれば、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａと配線２０１Ａとを上下方向に重ねて配置することができる。
なお、このように第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａと配線２０１Ａとを異なる層として形成する場合、第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａと配線２０１Ａとを異なる材料で形成できる。第１領域３１Ａ，３２Ａ，３３Ａは導電性を有していなくてよいため、作用領域２０Ａおよび第２領域４１Ａ，４２Ａよりも接触角が大きく、電極２００Ａ，５００Ａおよび配線２０１Ａとは異なる材料で形成してもよい。
図８は、他の変形例に係る細胞保持容器１Ｂの部分断面図である。この細胞保持容器１Ｂは、第１実施形態に係る細胞保持容器１と、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂを形成する材料および第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの形状が異なる。
この細胞保持容器１Ｂにおいて、作用領域２０Ｂ、第２領域４１Ｂ，４２Ｂおよび参照領域５０Ｂは、第１実施形態と同様に、ＳｉＯｘ絶縁膜で形成されている。また、作用電極２００Ｂおよび参照電極５００Ｂは、第１実施形態と同様に、Ａｕ金属膜で形成されている。一方、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、例えば、ポリイミドで形成されている。ポリイミドは、平面状の表面における接触角が６０°～７０°である。このため、平面状の表面における接触角が３０°未満であるＳｉＯｘに比べて接触角が大きいものの、接触角の差が４０°以上とはならない。
そこで、この細胞保持容器１Ｂでは、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの表面が、径方向に凹凸を有する。なお、「径方向に凹凸を有する」とは、表面の高さが径方向の位置に応じて周期的に変化することを意味する。図８の例では、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂに設けられた凹部が、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂを形成するポリイミド層の下端部まで達しているが、凹部の深さはポリイミド層の厚みよりも小さくてもよい。
第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂを形成する材料であるポリイミドは、凹凸を有する面における接触角が、平面における接触角よりも大きい。このため、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂにおいて、ポリイミドの凹凸を有する面における接触角は、７０°よりも大きい。このため、第１領域３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの接触角は、ＳｉＯｘにより形成された作用領域２０Ａおよび第２領域４１Ａ，４２Ａの接触角よりも４０°以上大きい。
図８の例のように、第１領域の接触角をより大きくするために、第１領域の表面に凹凸形状を設けてもよい。このようにすれば、第１領域を構成する材料の平面における接触角が、作用領域および第２領域の接触角に比べて十分大きくない場合であっても、凹凸を設けることによって第１領域の接触角を十分に大きくすることができる。
なお、第１領域の表面は、径方向だけでなく、周方向にも凹凸を有していてもよい。また、このように表面に凹凸形状を設ける第１領域の材料は、ポリイミドに限らず、作用領域および第２領域を形成する材料よりも平面における接触角の大きな材料であればよい。
図９は、他の変形例に係る細胞保持容器１Ｃの上面図である。図９中、図２中に示す第１実施形態の構成と同等の構成については、図２中と同じ符号を付している。図９の例の細胞保持容器１Ｃでは、参照領域５０Ｃに、４つの参照電極５００Ｃが周方向に略等間隔に配置されている。参照電極５００Ｃはそれぞれ、上面視で正方形状である。
図９の例のように、参照電極の数および形状は、第１実施形態に示した例に限られない。同様に、作用電極の数および形状についても、本願で開示した例に限られない。
また、上記の実施形態および変形例において、作用電極および参照電極の材料として金（Ａｕ）を挙げたが、その他の導電性材料であってもよい。また、作用領域および参照領域の材料としてＳｉＯｘを挙げたが、その他の絶縁性材料であってもよい。また、第１領域の材料として金（Ａｕ）およびポリイミドを挙げたが、その他の、作用領域および第２領域よりも接触角の大きい材料であってもよい。また、第２領域の材料としてＳｉＯｘを挙げたが、その他の、第１領域よりも接触角の小さい材料であってもよい。
また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 細胞保持容器
８ 測定面
２０，２０Ａ，２０Ｂ 作用領域
３１，３２，３３，３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ 第１領域
４１，４２，４１Ａ，４２Ａ，４１Ｂ，４２Ｂ 第２領域
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 参照領域
２００，２００Ａ 作用電極
５００，５００Ａ，５００Ｃ 参照電極

Claims (6)

  1. 細胞懸濁液が滴下される測定面を有する細胞保持容器であって、
    前記測定面は、
    複数の作用電極が配置される作用領域と、
    前記作用領域よりも外側に配置される参照電極と、
    前記作用領域と前記参照電極との間に設けられる複数の第１領域と、
    径方向に隣り合う２つの前記第１領域の間に配置される第２領域と、
    を含み、
    前記第１領域における接触角は、前記作用領域における接触角および前記第２領域における接触角よりも４０°以上大きく、
    前記第１領域はそれぞれ、前記作用領域を環状に囲み、
    前記第１領域はそれぞれ、周方向に途切れる切れ目を有し、
    前記作用電極から前記第１領域の径方向外側に延びる配線が、前記切れ目に配置される、細胞保持容器。
  2. 請求項１に記載の細胞保持容器であって、
    前記作用電極と、前記配線と、前記第１領域の表面とはいずれも金属膜であり、
    前記切れ目において、前記金属膜も周方向に途切れ、
    前記作用電極から延びる前記配線と、前記第１領域の前記金属膜とは周方向に互いに間隔を開けて配置される、細胞保持容器。
  3. 請求項２に記載の細胞保持容器であって、
    前記作用電極、前記配線、および前記第１領域の表面はＡｕ金属膜であり、
    前記作用電極を除く前記作用領域の表面、および、前記第２領域の表面はＳｉＯｘ膜であり、
    前記切れ目において、前記配線の上面はＳｉＯｘ膜で覆われる、細胞保持容器。
  4. 請求項１に記載の細胞保持容器であって、
    前記第１領域はそれぞれ、円環状である、細胞保持容器。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の細胞保持容器であって、
    前記第１領域は平面状であり、
    前記第１領域を形成する材料の平面における接触角が、前記作用領域における接触角および前記第２領域における接触角よりも大きい、細胞保持容器。
  6. 請求項１に記載の細胞保持容器であって、
    前記第１領域の表面は、少なくとも径方向に凹凸を有し、
    前記第１領域を形成する材料は、凹凸を有する面における接触角が、平面における接触角よりも大きい、細胞保持容器。
JP2020051311A 2020-03-23 2020-03-23 細胞保持容器 Active JP7469092B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020051311A JP7469092B2 (ja) 2020-03-23 2020-03-23 細胞保持容器
CN202110218887.1A CN113433179B (zh) 2020-03-23 2021-02-26 细胞保持容器
US17/191,088 US20210293777A1 (en) 2020-03-23 2021-03-03 Cell retainer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020051311A JP7469092B2 (ja) 2020-03-23 2020-03-23 細胞保持容器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021145643A JP2021145643A (ja) 2021-09-27
JP7469092B2 true JP7469092B2 (ja) 2024-04-16

Family

ID=77747745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020051311A Active JP7469092B2 (ja) 2020-03-23 2020-03-23 細胞保持容器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210293777A1 (ja)
JP (1) JP7469092B2 (ja)
CN (1) CN113433179B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023042881A (ja) * 2021-09-15 2023-03-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 細胞外電位計測プレート

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031617A (ja) 2000-07-13 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 細胞外記録用一体化複合電極
JP2005522219A (ja) 2002-04-10 2005-07-28 ジーンオーム サイエンシーズ、インク． 疎水性ゾーン装置
JP2010022227A (ja) 2008-07-16 2010-02-04 Olympus Corp 目的細胞の取得方法および解析方法
JP2015508997A (ja) 2012-01-09 2015-03-26 ソフィオン・バイオサイエンス・アクティーゼルスカブ 改良されたパッチエリアの細胞付着性
JP2019110794A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 株式会社幹細胞＆デバイス研究所 細胞培養容器に対する細胞保持領域生成方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769122A (en) * 1987-07-10 1988-09-06 Bacharach, Inc. Compact electrochemical cell for gas detection
JPH11304666A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Hitachi Ltd 試料ハンドリングツールおよびその使用方法
ATE317545T1 (de) * 1999-10-01 2006-02-15 Sophion Bioscience As Anordnung und verfahren zum feststellen und/oder überwachen elektrophysiologischer eigenschaften von ionenkanälen
JP2001279175A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Canon Electronics Inc 紫外線硬化層、紫外線硬化層積層体、および紫外線硬化層の製造方法
WO2002029402A2 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Sophion Bioscience A/S System for electrophysiological measurements
JP4982932B2 (ja) * 2001-09-03 2012-07-25 ソニー株式会社 画像表示装置の製造方法
US7795145B2 (en) * 2006-02-15 2010-09-14 Basf Aktiengesellschaft Patterning crystalline compounds on surfaces
JP2007292730A (ja) * 2006-03-28 2007-11-08 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 流体識別装置および流体識別方法
JP4872510B2 (ja) * 2006-08-01 2012-02-08 カシオ計算機株式会社 発光素子を用いたディスプレイパネル及びその製造方法
JP4983347B2 (ja) * 2007-04-03 2012-07-25 ソニー株式会社 発光装置及び光源装置
JP5528111B2 (ja) * 2007-09-18 2014-06-25 バイオテック株式会社 細胞測定容器、細胞外電位測定方法、薬品検査方法
JP5413607B2 (ja) * 2010-08-27 2014-02-12 大日本印刷株式会社 カレントミラー型バイオセンサ
GB2489920A (en) * 2011-04-06 2012-10-17 Peters Aremu Apparatus and method for automatically preparing pre-analysis cytological specimens
JP6048100B2 (ja) * 2012-12-07 2016-12-21 富士ゼロックス株式会社 半導体ウエハー、半導体発光装置、光伝送装置、情報処理装置および半導体発光素子の製造方法
CN103482885A (zh) * 2013-07-23 2014-01-01 北京纳琦环保科技有限公司 一种具有光催化性能的自洁玻璃烧结成膜的加工方法
JP6881922B2 (ja) * 2016-09-12 2021-06-02 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
EP3628744B1 (en) * 2017-04-28 2023-11-01 Ion Chat Research Corporate Intracellular recording electrode and method for measuring membrane potential/membrane current of cell
KR20180041628A (ko) * 2018-01-17 2018-04-24 광주과학기술원 도파민-히알루론산 접합체를 이용한 전극의 전기화학적 표면 개질방법
JP2020014308A (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 未来工業株式会社 トラフ埋設構造、及び、共同溝

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031617A (ja) 2000-07-13 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 細胞外記録用一体化複合電極
JP2005522219A (ja) 2002-04-10 2005-07-28 ジーンオーム サイエンシーズ、インク． 疎水性ゾーン装置
JP2010022227A (ja) 2008-07-16 2010-02-04 Olympus Corp 目的細胞の取得方法および解析方法
JP2015508997A (ja) 2012-01-09 2015-03-26 ソフィオン・バイオサイエンス・アクティーゼルスカブ 改良されたパッチエリアの細胞付着性
JP2019110794A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 株式会社幹細胞＆デバイス研究所 細胞培養容器に対する細胞保持領域生成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113433179B (zh) 2024-10-18
US20210293777A1 (en) 2021-09-23
CN113433179A (zh) 2021-09-24
JP2021145643A (ja) 2021-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7469092B2 (ja) 細胞保持容器
US6913732B2 (en) Microplate for performing crystallography studies and methods for making and using such microplates
US6039804A (en) Crystallization tray
TWI651793B (zh) 熱處理感受器
KR20100030622A (ko) 서셉터 상에 정렬된 다수의 조밀-팩킹 기판들을 코팅하기 위한 장치
US6943009B2 (en) Multi-well assembly for growing cultures in-vitro
DE10261362A1 (de) Substrat-Halter
EP0413726B1 (en) Electrical apparatus
KR20120136098A (ko) 액정 표시 장치
EP3507598A2 (en) An electrochemical sensor, and a method of forming an electrochemical sensor
RU2016129955A (ru) Тест-полоска с несколькими направлениями ориентации
WO2023273016A1 (zh) 半导体测试结构及其制备方法
EP3967787A1 (en) Mask plate
JP2009542208A (ja) ハイスループット・スクリーニングのための高密度透過性支持体
TW201812122A (zh) 用於保持半導體晶圓的基座、用於在半導體晶圓的正面上沉積磊晶層的方法、以及具有磊晶層的半導體晶圓
US20040141895A1 (en) Protein crystallography hanging drop multiwell plate
JP7474161B2 (ja) 細胞計測プレート
US20050040044A1 (en) System of handling dielectric particles, particularly biological cells, by means of dielectrophoresis
KR102340455B1 (ko) 가변형 캐소드 쉴드를 갖는 웨이퍼 도금장치
JP4913866B2 (ja) 感応センサ及びその製造方法
KR20150124891A (ko) 디스플레이 패널
US20120101008A1 (en) Method And Devices For Depositing Samples On An Electrically Shielded Substrat
CN113284818A (zh) 监测栅极氧化层的击穿电压的方法
US10283399B2 (en) Sensor array with anti-diffusion region(s) to extend shelf life
US10290524B2 (en) Multi-wafer substrate holder with adjustable infrared radiation absorbing zones

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240326

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7469092

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150