JPH07184686A - 細胞活性測定方法 - Google Patents
細胞活性測定方法Info
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- JPH07184686A JPH07184686A JP33448793A JP33448793A JPH07184686A JP H07184686 A JPH07184686 A JP H07184686A JP 33448793 A JP33448793 A JP 33448793A JP 33448793 A JP33448793 A JP 33448793A JP H07184686 A JPH07184686 A JP H07184686A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接着依存性を有する細胞の活性を簡便に測定
する。 【構成】 作用電極１と対電極２が設けられた電極基板
４を培養容器５の内部底面に設置し、接着依存性を有し
た細胞９を培養液１０と共に培養して作用電極１の表面
に細胞を接着させる。その後作用電極用リード線６及び
対電極用リード線７を、ロックインアンプ１２が接続さ
れたポテンシオスタット１１に接続し、作用電極１の表
面のインピーダンスを測定する。 【効果】 作用電極として平板な電極基板を用いるの
で、電極表面に接着依存性を有する細胞を容易に接着さ
せることができる。また、インピーダンス測定は細胞活
性に悪影響を及ぼさない。
する。 【構成】 作用電極１と対電極２が設けられた電極基板
４を培養容器５の内部底面に設置し、接着依存性を有し
た細胞９を培養液１０と共に培養して作用電極１の表面
に細胞を接着させる。その後作用電極用リード線６及び
対電極用リード線７を、ロックインアンプ１２が接続さ
れたポテンシオスタット１１に接続し、作用電極１の表
面のインピーダンスを測定する。 【効果】 作用電極として平板な電極基板を用いるの
で、電極表面に接着依存性を有する細胞を容易に接着さ
せることができる。また、インピーダンス測定は細胞活
性に悪影響を及ぼさない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接着依存性を有する細
胞の活性を簡便に測定する方法に関する。
胞の活性を簡便に測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】細胞の活性を測定することは、細胞の生
化学的現象や性質の解明に有用であるばかりでなく、種
々の化学物質の生理活性や毒性を調べる手段としても検
討されており、細胞の活性を簡便に測定することの工学
的意義は大きい。一般的な細胞活性測定は、ニュートラ
ルレッドなどの色素の細胞内への取り込み量を吸光光度
計で計測したり、細胞外へ漏出した乳酸脱水素酵素など
の酵素の活性を定量することによって行われているが、
より簡便な方法として、電気化学的手法を利用した例が
報告されている。
化学的現象や性質の解明に有用であるばかりでなく、種
々の化学物質の生理活性や毒性を調べる手段としても検
討されており、細胞の活性を簡便に測定することの工学
的意義は大きい。一般的な細胞活性測定は、ニュートラ
ルレッドなどの色素の細胞内への取り込み量を吸光光度
計で計測したり、細胞外へ漏出した乳酸脱水素酵素など
の酵素の活性を定量することによって行われているが、
より簡便な方法として、電気化学的手法を利用した例が
報告されている。
【０００３】例えば、特開昭５６−６６７４９号公報で
は、細胞懸濁液に電極を挿入し、電極に一定電位を印加
して電流値を測定すると、この測定値が細胞数と相関し
ていることが示されており、この事実に基づいた動植物
組織の活性測定方法を開示している。また、特開昭５９
−８１５５１号公報では、細胞懸濁液に少なくとも一対
の電極を挿入し、電極間に周期的走査電位を印加して、
生起する電流値を測定することを特徴とする細胞活性測
定方法を開示している。
は、細胞懸濁液に電極を挿入し、電極に一定電位を印加
して電流値を測定すると、この測定値が細胞数と相関し
ていることが示されており、この事実に基づいた動植物
組織の活性測定方法を開示している。また、特開昭５９
−８１５５１号公報では、細胞懸濁液に少なくとも一対
の電極を挿入し、電極間に周期的走査電位を印加して、
生起する電流値を測定することを特徴とする細胞活性測
定方法を開示している。
【０００４】また、細胞の代謝によって生じるｐＨの変
化を測定することによって、細胞の活性をとらえる研究
に関する報告がある（１９８９年１０月、サイエンス
（Ｓｃｉｅｎｃｅ），第２４６巻，２４３−２４７頁参
照）。半導体ｐＨセンサの表面に細胞を保持してｐＨの
減少速度を測定することによって、種々の物質が細胞活
性に与える影響を明らかにしている。
化を測定することによって、細胞の活性をとらえる研究
に関する報告がある（１９８９年１０月、サイエンス
（Ｓｃｉｅｎｃｅ），第２４６巻，２４３−２４７頁参
照）。半導体ｐＨセンサの表面に細胞を保持してｐＨの
減少速度を測定することによって、種々の物質が細胞活
性に与える影響を明らかにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一部の細胞、特に多く
の動物細胞は、何かに接着して生育する接着依存性を有
しており、これらの細胞は浮遊状態で生存、増殖などを
行うことができないが、従来の電気化学的手法による細
胞活性測定方法は、浮遊した細胞の懸濁液を用いて電気
化学的測定を行っているため、接着依存性を有する細胞
の活性を測定することができない。また、従来の電気化
学的手法による細胞活性測定方法は、細胞懸濁液に直流
電位を印加して電流値を測定しているが、この方法で
は、特に印加電位が高い場合、細胞内の電気化学的活性
物質が電気分解を起こしたり、培養液の電気分解によっ
て細胞に有害な物質が生成する。そのため、特に電極近
傍の細胞の活性に悪影響を及ぼす欠点がある。
の動物細胞は、何かに接着して生育する接着依存性を有
しており、これらの細胞は浮遊状態で生存、増殖などを
行うことができないが、従来の電気化学的手法による細
胞活性測定方法は、浮遊した細胞の懸濁液を用いて電気
化学的測定を行っているため、接着依存性を有する細胞
の活性を測定することができない。また、従来の電気化
学的手法による細胞活性測定方法は、細胞懸濁液に直流
電位を印加して電流値を測定しているが、この方法で
は、特に印加電位が高い場合、細胞内の電気化学的活性
物質が電気分解を起こしたり、培養液の電気分解によっ
て細胞に有害な物質が生成する。そのため、特に電極近
傍の細胞の活性に悪影響を及ぼす欠点がある。
【０００６】細胞代謝に基づくｐＨ変化を測定する細胞
活性測定方法は、細胞はｐＨセンサの表面に保持されて
いるので、接着依存性を有する細胞の活性の測定は可能
であるが、検出器である半導体ｐＨセンサの構造が複雑
である欠点がある。
活性測定方法は、細胞はｐＨセンサの表面に保持されて
いるので、接着依存性を有する細胞の活性の測定は可能
であるが、検出器である半導体ｐＨセンサの構造が複雑
である欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、接着依存性を有する細胞の活性を簡便に測定す
る方法を提供することにある。
解決し、接着依存性を有する細胞の活性を簡便に測定す
る方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による細胞活性測定方法は、培養容器の内部
底面に作用電極と対電極が形成された電極基板を設置
し、前記培養容器に接着依存性を有する細胞と前記細胞
の生育のための液体培地を収容し、前記細胞の培養を行
うことによって接続細胞を前記作用電極表面に接着さ
せ、前記作用電極と前記対電極の間に交流電圧を印加し
て作用電極表面のインピーダンスを測定することを特徴
とする。
め、本発明による細胞活性測定方法は、培養容器の内部
底面に作用電極と対電極が形成された電極基板を設置
し、前記培養容器に接着依存性を有する細胞と前記細胞
の生育のための液体培地を収容し、前記細胞の培養を行
うことによって接続細胞を前記作用電極表面に接着さ
せ、前記作用電極と前記対電極の間に交流電圧を印加し
て作用電極表面のインピーダンスを測定することを特徴
とする。
【０００９】あるいは、培養容器の内部底面に作用電極
と対電極と参照電極が形成された電極基板を設置し、前
記培養容器に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育
のための液体培地を収容し、前記細胞の培養を行うこと
によって前記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記
参照電極に対する前記作用電極の電極電位を維持しなが
ら、前記作用電極と前記対電極の間に交流電圧を印加し
て、作用電極表面のインピーダンスを測定することを特
徴とする細胞活性測定方法。
と対電極と参照電極が形成された電極基板を設置し、前
記培養容器に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育
のための液体培地を収容し、前記細胞の培養を行うこと
によって前記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記
参照電極に対する前記作用電極の電極電位を維持しなが
ら、前記作用電極と前記対電極の間に交流電圧を印加し
て、作用電極表面のインピーダンスを測定することを特
徴とする細胞活性測定方法。
【００１０】あるいは、培養容器の内部底面に作用電極
と対電極が形成された電極基板を設置し、前記培養容器
に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育のための液
体培地を収容し、前記細胞の培養を行うことによって前
記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記対電極に対
して前記作用電極に一定の直流電圧を印加して、作用電
極に流れる電流値を測定することを特徴とする細胞活性
測定方法。
と対電極が形成された電極基板を設置し、前記培養容器
に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育のための液
体培地を収容し、前記細胞の培養を行うことによって前
記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記対電極に対
して前記作用電極に一定の直流電圧を印加して、作用電
極に流れる電流値を測定することを特徴とする細胞活性
測定方法。
【００１１】あるいは、培養容器の内部底面に作用電極
と対電極と参照電極が形成された電極基板を設置し、前
記培養容器に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育
のための液体培地を収容し、前記細胞の培養を行うこと
によって前記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記
参照電極に対して前記作用電極に一定の直流電圧を印加
して、作用電極に流れる電流値を測定することを特徴と
する細胞活性測定方法。
と対電極と参照電極が形成された電極基板を設置し、前
記培養容器に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育
のための液体培地を収容し、前記細胞の培養を行うこと
によって前記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記
参照電極に対して前記作用電極に一定の直流電圧を印加
して、作用電極に流れる電流値を測定することを特徴と
する細胞活性測定方法。
【００１２】
【作用】本発明は、細胞に由来する電流やインピーダン
スの測定値が細胞数と極めてよく相関している事実に基
づいた動植物組織の活性測定方法である。一部の細胞、
特に多くの動物細胞は、何かに接着して生育する接着依
存性を有しており、これらの細胞は浮遊状態で生存、増
殖などを行うことができないが、本発明では、作用電極
として平板な電極基板を用い、培養容器の内部底面に設
置して使用するため、従来の棒状などの形状の電極に比
べて、電極表面に接着依存性を有する細胞を容易に接着
させることができる。そのため、従来の電気化学的手法
による細胞活性測定方法は、浮遊した細胞の懸濁液を用
いて電気化学的測定を行っているため、接着依存性を有
する細胞の活性を測定することができなかったが、本発
明においては、接着依存性を有する細胞の活性測定が可
能になる。さらに、細胞活性を測定する電気化学的手法
として交流電圧によるインピーダンス測定方法を用いる
と、従来の直流電位を印加した場合のように数秒間以上
の長い時間一定方向に電流が流れ続けることがない。そ
のため、細胞内成分や培養液の電気分解はほとんど起こ
らず、細胞活性に悪影響が及ぶことがない。
スの測定値が細胞数と極めてよく相関している事実に基
づいた動植物組織の活性測定方法である。一部の細胞、
特に多くの動物細胞は、何かに接着して生育する接着依
存性を有しており、これらの細胞は浮遊状態で生存、増
殖などを行うことができないが、本発明では、作用電極
として平板な電極基板を用い、培養容器の内部底面に設
置して使用するため、従来の棒状などの形状の電極に比
べて、電極表面に接着依存性を有する細胞を容易に接着
させることができる。そのため、従来の電気化学的手法
による細胞活性測定方法は、浮遊した細胞の懸濁液を用
いて電気化学的測定を行っているため、接着依存性を有
する細胞の活性を測定することができなかったが、本発
明においては、接着依存性を有する細胞の活性測定が可
能になる。さらに、細胞活性を測定する電気化学的手法
として交流電圧によるインピーダンス測定方法を用いる
と、従来の直流電位を印加した場合のように数秒間以上
の長い時間一定方向に電流が流れ続けることがない。そ
のため、細胞内成分や培養液の電気分解はほとんど起こ
らず、細胞活性に悪影響が及ぶことがない。
【００１３】また、本発明の細胞活性測定方法で使用す
る電極は基板に構成されているため、従来のｐＨセンサ
などのような複雑な構造の電極よりも簡単な構造であ
り、電極の製造や保守の面で有利である。
る電極は基板に構成されているため、従来のｐＨセンサ
などのような複雑な構造の電極よりも簡単な構造であ
り、電極の製造や保守の面で有利である。
【００１４】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１５】（実施例１）図１は、第一の発明の細胞活
性測定方法の一実施例を示す構成図である。まず、作用
電極１と対電極２が設けられた電極基板４を培養容器５
の内部底面に設置する。作用電極１と対電極２には各
々、作用電極用リード線６と対電極用リード線７が接続
されている。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞
９を懸濁した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、
二酸化炭素濃度の下で細胞の培養を行い、作用電極１の
表面に細胞９を接着させる。その後、作用電極用リード
線６及び対電極用リード線７をポテンシオスタット１１
に接続する。ポテンシオスタット１１にはロックインア
ンプ１２が接続されている。一定の温度、湿度、二酸化
炭素濃度の条件下で、ポテンシオスタット１１とロック
インアンプ１２により作用電極１と対電極２の間に交流
電圧を印加し、作用電極１の表面のインピーダンスを測
定する。
性測定方法の一実施例を示す構成図である。まず、作用
電極１と対電極２が設けられた電極基板４を培養容器５
の内部底面に設置する。作用電極１と対電極２には各
々、作用電極用リード線６と対電極用リード線７が接続
されている。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞
９を懸濁した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、
二酸化炭素濃度の下で細胞の培養を行い、作用電極１の
表面に細胞９を接着させる。その後、作用電極用リード
線６及び対電極用リード線７をポテンシオスタット１１
に接続する。ポテンシオスタット１１にはロックインア
ンプ１２が接続されている。一定の温度、湿度、二酸化
炭素濃度の条件下で、ポテンシオスタット１１とロック
インアンプ１２により作用電極１と対電極２の間に交流
電圧を印加し、作用電極１の表面のインピーダンスを測
定する。
【００１６】本実施例において、電極基板４には作用電
極１と対電極２のみが設けられており、参照電極を有し
ていない。そのため、電極基板の構造が簡単である利点
がある。また、交流電圧によるインピーダンス測定方法
を用いているので、数秒間以上の長い時間一定方向に電
流が流れ続けることがない。そのため、細胞内成分や培
養液の電気分解はほとんど起こらず、細胞活性に悪影響
が及ぶことがない。
極１と対電極２のみが設けられており、参照電極を有し
ていない。そのため、電極基板の構造が簡単である利点
がある。また、交流電圧によるインピーダンス測定方法
を用いているので、数秒間以上の長い時間一定方向に電
流が流れ続けることがない。そのため、細胞内成分や培
養液の電気分解はほとんど起こらず、細胞活性に悪影響
が及ぶことがない。
【００１７】作用電極１及び対電極２の電極材料として
は、通常の電気化学的測定で使用され、電極基板４上に
容易に形成できる材料であればよい。例えば、薄膜形成
とリソグラフィーによって電極形成が可能な金、銀、白
金や、印刷技術によって電極形成が可能な炭素などが挙
げられる。また、インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）電極
などの透明電極を用いれば、透過式の生物顕微鏡で細胞
の形態を観察することができるので好適である。
は、通常の電気化学的測定で使用され、電極基板４上に
容易に形成できる材料であればよい。例えば、薄膜形成
とリソグラフィーによって電極形成が可能な金、銀、白
金や、印刷技術によって電極形成が可能な炭素などが挙
げられる。また、インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）電極
などの透明電極を用いれば、透過式の生物顕微鏡で細胞
の形態を観察することができるので好適である。
【００１８】電極基板４の材料としては、例えば十分な
物理的強度があってその表面に電極が形成できるプラス
ティック、石英、ガラス等を用いることができる。ま
た、電極基板４が透明であれば、透過式の生物顕微鏡で
接着した細胞の形態を観察することができるので好適で
ある。
物理的強度があってその表面に電極が形成できるプラス
ティック、石英、ガラス等を用いることができる。ま
た、電極基板４が透明であれば、透過式の生物顕微鏡で
接着した細胞の形態を観察することができるので好適で
ある。
【００１９】電極基板４の培養容器５の内部底面への設
置は、電極基板４が親水性を有しており、かつ培養や測
定の際に振動などが加わらなければ、単に電極基板４を
培養容器５の内部底面上に静置すれば十分である。しか
し、細胞の生育に影響を及ぼさないような接着剤で電極
基板４と培養容器５を接着させたり、電極基板４が培養
液１０の液面に浮き上がらないように電極基板４上に十
分な重量を有するスペーサーを置くなど、電極基板４を
培養容器５の内部底面上に保持させる手段を用いた方が
望ましい。
置は、電極基板４が親水性を有しており、かつ培養や測
定の際に振動などが加わらなければ、単に電極基板４を
培養容器５の内部底面上に静置すれば十分である。しか
し、細胞の生育に影響を及ぼさないような接着剤で電極
基板４と培養容器５を接着させたり、電極基板４が培養
液１０の液面に浮き上がらないように電極基板４上に十
分な重量を有するスペーサーを置くなど、電極基板４を
培養容器５の内部底面上に保持させる手段を用いた方が
望ましい。
【００２０】本方法のインピーダンス測定において、作
用電極１の表面のインピーダンスを測定し、対電極２の
表面のインピーダンスの影響を減少させるためには、対
電極２の面積を作用電極１の面積より十分大きく、理想
的には５倍以上大きくすることが望ましい。
用電極１の表面のインピーダンスを測定し、対電極２の
表面のインピーダンスの影響を減少させるためには、対
電極２の面積を作用電極１の面積より十分大きく、理想
的には５倍以上大きくすることが望ましい。
【００２１】作用電極１の表面への細胞９の接着を亢進
させると、細胞活性に関連した細胞の電気化学的特性を
インピーダンス測定結果に良く反映させることができ
る。そのために、電極基板４の表面全面や作用電極１の
表面部分だけに細胞の接着を亢進させるような処理、例
えば、電極基板４の表面全面にシランカップリング剤を
作用させて疎水的にしたり、コラーゲン膜を設けるなど
の処理を行うことは好適である。
させると、細胞活性に関連した細胞の電気化学的特性を
インピーダンス測定結果に良く反映させることができ
る。そのために、電極基板４の表面全面や作用電極１の
表面部分だけに細胞の接着を亢進させるような処理、例
えば、電極基板４の表面全面にシランカップリング剤を
作用させて疎水的にしたり、コラーゲン膜を設けるなど
の処理を行うことは好適である。
【００２２】次に、本実施例による細胞活性測定の例を
示す。電極基板４には、直径５センチメートル、厚さ
０．５ミリメートルの透明石英基板を用いた。この電極
基板４の表面には予め、厚さ１マイクロメートルの金薄
膜によって、面積４．８４平方ミリメートルの作用電極
１と面積２６平方ミリメートルの対電極２を形成した。
作用電極１と対電極２の末端に、藤倉化成製の導電性樹
脂を用いて各々被覆単線のリード線６、７を取り付け、
リード線を取り付けた部分をシリコーンゴムで覆って絶
縁した。この電極基板を紫外線減菌器で減菌した後、コ
ーニング製の内径５センチメートルのプラスティックデ
ィッシュの中に静置した。このプラスティックディッシ
ュの中に、約５０万個の血管内皮細胞が懸濁した、１０
％牛胎児血清を含むＭＣＤＢ１３１培地を入れ、３７
℃、水蒸気飽和、５％二酸化炭素雰囲気下で１６時間培
養し、電極基板表面に細胞を接着させた。その後、電極
基板に取り付けられたリード線６、７を、ロックインア
ンプ１２が接続されたポテンシオスタット１１に接続
し、振幅５ミリボルト、周波数１００キロヘルツから１
０ヘルツの交流電圧を印加してインピーダンス測定を行
った。ポテンシオスタット１１にはＥＧ＆Ｇ製２７３Ａ
型を、ロックインアンプ１２にはＥＧ＆Ｇ製５２１０Ｅ
Ｃ型を使用した。
示す。電極基板４には、直径５センチメートル、厚さ
０．５ミリメートルの透明石英基板を用いた。この電極
基板４の表面には予め、厚さ１マイクロメートルの金薄
膜によって、面積４．８４平方ミリメートルの作用電極
１と面積２６平方ミリメートルの対電極２を形成した。
作用電極１と対電極２の末端に、藤倉化成製の導電性樹
脂を用いて各々被覆単線のリード線６、７を取り付け、
リード線を取り付けた部分をシリコーンゴムで覆って絶
縁した。この電極基板を紫外線減菌器で減菌した後、コ
ーニング製の内径５センチメートルのプラスティックデ
ィッシュの中に静置した。このプラスティックディッシ
ュの中に、約５０万個の血管内皮細胞が懸濁した、１０
％牛胎児血清を含むＭＣＤＢ１３１培地を入れ、３７
℃、水蒸気飽和、５％二酸化炭素雰囲気下で１６時間培
養し、電極基板表面に細胞を接着させた。その後、電極
基板に取り付けられたリード線６、７を、ロックインア
ンプ１２が接続されたポテンシオスタット１１に接続
し、振幅５ミリボルト、周波数１００キロヘルツから１
０ヘルツの交流電圧を印加してインピーダンス測定を行
った。ポテンシオスタット１１にはＥＧ＆Ｇ製２７３Ａ
型を、ロックインアンプ１２にはＥＧ＆Ｇ製５２１０Ｅ
Ｃ型を使用した。
【００２３】図２は、上記の細胞活性測定で得られた結
果のナイキストプロットである。図中Ａのプロットは細
胞接着がない場合、Ｂのプロットは細胞が接着した場合
であるが、顕著な曲線の変化がある。これより、インピ
ーダンス測定によって作用電極表面への細胞接着の有無
や細胞接着数に関する情報が得られることが示された。
また、Ｃのプロットは細胞が接着した電極基板に波長２
５３．７ナノメートル、線量５４０ジュール毎平方メー
トルの紫外線を照射し、細胞を死滅させた場合の結果で
ある。ＢのプロットとＣのプロットを比較すると、曲線
の形状の変化が観察された。これより、インピーダンス
測定によって細胞の生死や細胞活性に関する情報も得ら
れることが示された。
果のナイキストプロットである。図中Ａのプロットは細
胞接着がない場合、Ｂのプロットは細胞が接着した場合
であるが、顕著な曲線の変化がある。これより、インピ
ーダンス測定によって作用電極表面への細胞接着の有無
や細胞接着数に関する情報が得られることが示された。
また、Ｃのプロットは細胞が接着した電極基板に波長２
５３．７ナノメートル、線量５４０ジュール毎平方メー
トルの紫外線を照射し、細胞を死滅させた場合の結果で
ある。ＢのプロットとＣのプロットを比較すると、曲線
の形状の変化が観察された。これより、インピーダンス
測定によって細胞の生死や細胞活性に関する情報も得ら
れることが示された。
【００２４】（実施例２）図３は、第二の発明の細胞活
性測定方法の一実施例を示した図である。まず、作用電
極１と対電極２と参照電極３が設けられた電極基板４を
培養容器５の内部底面に設置する。作用電極１と対電極
２と参照電極３には各々、作用電極用リード線６と対電
極用リード線７と参照電極用リード線８が接続されてい
る。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞９を懸濁
した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、二酸化炭
素濃度の下で細胞の培養を行い、作用電極１の表面に細
胞９を接着させる。その後、作用電極用リード線６及び
対電極用リード線７及び参照電極用リード線８をポテン
シオスタット１１に接続する。ポテンシオスタット１１
にはロックインアンプ１２が接続されている。一定の温
度、湿度、二酸化炭素濃度の条件下で、ポテンシオスタ
ット１１とロックインアンプ１２により、参照電極３に
対する作用電極１の電極電位を一定に維持しながら作用
電極１と対電極２の間に交流電圧を印加し、作用電極１
の表面のインピーダンスを測定する。
性測定方法の一実施例を示した図である。まず、作用電
極１と対電極２と参照電極３が設けられた電極基板４を
培養容器５の内部底面に設置する。作用電極１と対電極
２と参照電極３には各々、作用電極用リード線６と対電
極用リード線７と参照電極用リード線８が接続されてい
る。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞９を懸濁
した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、二酸化炭
素濃度の下で細胞の培養を行い、作用電極１の表面に細
胞９を接着させる。その後、作用電極用リード線６及び
対電極用リード線７及び参照電極用リード線８をポテン
シオスタット１１に接続する。ポテンシオスタット１１
にはロックインアンプ１２が接続されている。一定の温
度、湿度、二酸化炭素濃度の条件下で、ポテンシオスタ
ット１１とロックインアンプ１２により、参照電極３に
対する作用電極１の電極電位を一定に維持しながら作用
電極１と対電極２の間に交流電圧を印加し、作用電極１
の表面のインピーダンスを測定する。
【００２５】本方法において、電極基板４には参照電極
３が設けられているので、作用電極１をある一定の電位
に維持しながらインピーダンス測定を行うことができ、
実施例１の場合に比べてより正確な測定が可能である利
点がある。また、交流電圧によるインピーダンス測定法
を用いているので、数秒間以上の長い時間一定方向に電
流が流れ続けることがない。そのため、細胞内成分や培
養液の電気分解はほとんど起こらず、細胞活性に悪影響
が及ぶことがない。
３が設けられているので、作用電極１をある一定の電位
に維持しながらインピーダンス測定を行うことができ、
実施例１の場合に比べてより正確な測定が可能である利
点がある。また、交流電圧によるインピーダンス測定法
を用いているので、数秒間以上の長い時間一定方向に電
流が流れ続けることがない。そのため、細胞内成分や培
養液の電気分解はほとんど起こらず、細胞活性に悪影響
が及ぶことがない。
【００２６】参照電極３としては、平板な電極基板上に
容易に形成できる銀−塩化銀電極が適当である。また、
基板電極上に形成された参照電極を用いる代わりに、針
状または棒状の参照電極を培養液に挿入して用いること
もできる。この場合は、電極基板上に参照電極を形成す
る必要が無く、銀−塩化銀電極に限らず様々な電極を用
いることができ、電極の安定性が比較的良いという利点
がある。その他の構成については実施例１と同様であ
る。
容易に形成できる銀−塩化銀電極が適当である。また、
基板電極上に形成された参照電極を用いる代わりに、針
状または棒状の参照電極を培養液に挿入して用いること
もできる。この場合は、電極基板上に参照電極を形成す
る必要が無く、銀−塩化銀電極に限らず様々な電極を用
いることができ、電極の安定性が比較的良いという利点
がある。その他の構成については実施例１と同様であ
る。
【００２７】（実施例３）図４は、第三の発明の細胞活
性測定方法の一実施例を示した図である。まず、作用電
極１と対電極２が設けられた電極基板４を培養容器５の
内部底面に設置する。作用電極１と対電極２には各々、
作用電極用リード線６と対電極用リード線７が接続され
ている。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞９を
懸濁した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、二酸
化炭素濃度の条件下で細胞の培養を行い、作用電極１の
表面に細胞９を接着させる。その後、作用電極用リード
線６及び対電極用リード線７をポテンシオスタット１１
に接続する。一定の温度、湿度、二酸化炭素濃度の条件
下で、ポテンシオスタット１１により作用電極１と対電
極２の間に一定の直流電圧を印加し、作用電極１に流れ
る電流値を測定する。
性測定方法の一実施例を示した図である。まず、作用電
極１と対電極２が設けられた電極基板４を培養容器５の
内部底面に設置する。作用電極１と対電極２には各々、
作用電極用リード線６と対電極用リード線７が接続され
ている。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞９を
懸濁した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、二酸
化炭素濃度の条件下で細胞の培養を行い、作用電極１の
表面に細胞９を接着させる。その後、作用電極用リード
線６及び対電極用リード線７をポテンシオスタット１１
に接続する。一定の温度、湿度、二酸化炭素濃度の条件
下で、ポテンシオスタット１１により作用電極１と対電
極２の間に一定の直流電圧を印加し、作用電極１に流れ
る電流値を測定する。
【００２８】本方法において、電極基板３には作用電極
１と対電極２のみが設けられており、参照電極を有して
いない。そのため、電極基板の構造が簡単である利点が
ある。また、直流電圧の印加による電流を測定している
ので、ポテンシオスタット９だけで測定が可能であり、
機器の構成が簡単である利点がある。
１と対電極２のみが設けられており、参照電極を有して
いない。そのため、電極基板の構造が簡単である利点が
ある。また、直流電圧の印加による電流を測定している
ので、ポテンシオスタット９だけで測定が可能であり、
機器の構成が簡単である利点がある。
【００２９】本方法の電流測定において、対電極２の表
面で起こる電気化学反応の影響を小さくするためには、
対電極２の面積を作用電極１の面積より十分大きく、理
想的には５倍以上大きくすることが望ましい。その他の
構成については実施例１と同様である。
面で起こる電気化学反応の影響を小さくするためには、
対電極２の面積を作用電極１の面積より十分大きく、理
想的には５倍以上大きくすることが望ましい。その他の
構成については実施例１と同様である。
【００３０】（実施例４）図５は、第四の発明の細胞活
性測定方法の一実施例を示した図である。まず、作用電
極１と対電極２と参照電極３が設けられた電極基板４を
培養容器５の内部底面に設置する。作用電極１と対電極
２と参照電極３には各々、作用電極用リード線６と対電
極用リード線７と参照電極用リード線８が接続されてい
る。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞９を懸濁
した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、二酸化炭
素濃度の下で細胞の培養を行い、作用電極１の表面に細
胞９を接着させる。その後、作用電極用リード線６及び
対電極用リード線７及び参照電極用リード線８をポテン
シオスタット１１に接続する。一定の温度、湿度、二酸
化炭素濃度の条件下で、ポテンシオスタット１１により
参照電極３に対する作用電極１の電極電位を一定に維持
し、作用電極１に流れる電流値を測定する。
性測定方法の一実施例を示した図である。まず、作用電
極１と対電極２と参照電極３が設けられた電極基板４を
培養容器５の内部底面に設置する。作用電極１と対電極
２と参照電極３には各々、作用電極用リード線６と対電
極用リード線７と参照電極用リード線８が接続されてい
る。次に培養容器５に接着依存性を有した細胞９を懸濁
した培養液１０を添加して一定の温度、湿度、二酸化炭
素濃度の下で細胞の培養を行い、作用電極１の表面に細
胞９を接着させる。その後、作用電極用リード線６及び
対電極用リード線７及び参照電極用リード線８をポテン
シオスタット１１に接続する。一定の温度、湿度、二酸
化炭素濃度の条件下で、ポテンシオスタット１１により
参照電極３に対する作用電極１の電極電位を一定に維持
し、作用電極１に流れる電流値を測定する。
【００３１】本方法において、電極基板３には参照電極
１１が設けられているので、作用電極１を一定の電位に
維持することが容易であり、実施例３の場合に比べてよ
り正確な測定が可能である利点がある。また、直流電圧
の印加による電流を測定しているので、ポテンシオスタ
ット１１だけで測定が可能であり、機器の構成が簡単で
ある利点がある。その他の構成については実施例３と同
様である。
１１が設けられているので、作用電極１を一定の電位に
維持することが容易であり、実施例３の場合に比べてよ
り正確な測定が可能である利点がある。また、直流電圧
の印加による電流を測定しているので、ポテンシオスタ
ット１１だけで測定が可能であり、機器の構成が簡単で
ある利点がある。その他の構成については実施例３と同
様である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の細胞活性
測定方法は、作用電極として平板な電極基板を用い、培
養容器の内部底面に設置して使用するため、電極表面に
接着依存性を有する細胞を容易に接着させることがで
き、接着依存性細胞の活性を電気化学的手法によって測
定することができる。また、本発明の細胞活性測定方法
で使用する電極は基板に構成されているため、従来のｐ
Ｈセンサなどのような複雑な電極構造に比べ、簡単な構
造のものであり、電極の製造や保守の面で有利である。
さらに、細胞活性を測定する電気化学的手法として交流
電圧によるインピーダンス測定方法を用いれば、細胞内
成分や培養液の電気分解が起こらず、細胞活性が悪影響
を受けない。本発明を利用することにより、接着依存性
を有する細胞の活性測定が大幅に簡便化される。
測定方法は、作用電極として平板な電極基板を用い、培
養容器の内部底面に設置して使用するため、電極表面に
接着依存性を有する細胞を容易に接着させることがで
き、接着依存性細胞の活性を電気化学的手法によって測
定することができる。また、本発明の細胞活性測定方法
で使用する電極は基板に構成されているため、従来のｐ
Ｈセンサなどのような複雑な電極構造に比べ、簡単な構
造のものであり、電極の製造や保守の面で有利である。
さらに、細胞活性を測定する電気化学的手法として交流
電圧によるインピーダンス測定方法を用いれば、細胞内
成分や培養液の電気分解が起こらず、細胞活性が悪影響
を受けない。本発明を利用することにより、接着依存性
を有する細胞の活性測定が大幅に簡便化される。
【図１】第一の発明の細胞活性測定方法の一実施例に用
いた装置の構成断面図である。
いた装置の構成断面図である。
【図２】第一の発明の細胞活性測定方法の実施例によっ
て得られたナイキストプロット図である。
て得られたナイキストプロット図である。
【図３】第二の発明の細胞活性測定方法の一実施例に用
いた装置の構成断面図である。
いた装置の構成断面図である。
【図４】第三の発明の細胞活性測定方法の一実施例に用
いた装置の構成断面図である。
いた装置の構成断面図である。
【図５】第四の発明の細胞活性測定方法の一実施例に用
いた装置の構成断面図である。
いた装置の構成断面図である。
１ 作用電極 ２ 対電極 ３ 参照電極 ４ 電極基板 ５ 培養容器 ６ 作用電極用リード線 ７ 対電極用リード線 ８ 参照電極用リード線 ９ 細胞 １０ 培養液 １１ ポテンシオスタット １２ ロックインアンプ
Claims (4)
- 【請求項１】培養容器の内部底面に作用電極と対電極が
形成された電極基板を設置し、前記培養容器に接着依存
性を有する細胞と前記細胞の生育のための液体培地を収
容し、前記細胞の培養を行うことによって前記細胞を前
記作用電極表面に接着させ、前記作用電極と前記対電極
の間に交流電圧を印加して前記作用電極表面のインピー
ダンスを測定することを特徴とする細胞活性測定方法。 - 【請求項２】培養容器の内部底面に作用電極と対電極と
参照電極が形成された電極基板を設置し、前記培養容器
に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育のための液
体培地を収容し、前記細胞の培養を行うことによって前
記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記参照電極に
対する前記作用電極の電極電位を維持しながら前記作用
電極と前記対電極の間に交流電圧を印加して前記作用電
極表面のインピーダンスを測定することを特徴とする細
胞活性測定方法。 - 【請求項３】培養容器の内部底面に作用電極と対電極が
形成された電極基板を設置し、前記培養容器に接着依存
性を有する細胞と前記細胞の生育のための液体培地を収
容し、前記細胞の培養を行うことによって前記細胞を前
記作用電極表面に接着させ、前記対電極に対して前記作
用電極に一定の直流電圧を印加して前記作用電極に流れ
る電流値を測定することを特徴とする細胞活性測定方
法。 - 【請求項４】培養容器の内部底面に作用電極と対電極と
参照電極が形成された電極基板を設置し、前記培養容器
に接着依存性を有する細胞と前記細胞の生育のための液
体培地を収容し、前記細胞の培養を行うことによって前
記細胞を前記作用電極表面に接着させ、前記参照電極に
対して前記作用電極に一定の直流電圧を印加して前記作
用電極に流れる電流値を測定することを特徴とする細胞
活性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33448793A JPH07184686A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 細胞活性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33448793A JPH07184686A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 細胞活性測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07184686A true JPH07184686A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18277951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33448793A Pending JPH07184686A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 細胞活性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07184686A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003016555A1 (fr) * | 2001-08-09 | 2003-02-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede de diagnostic cellulaire, et dispositif et appareil utilises a cet effet |
| JP2006204123A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Seiko Instruments Inc | 培養用容器及び培養用ユニット |
| JPWO2005116184A1 (ja) * | 2004-05-26 | 2008-04-03 | 株式会社ユニソク | 生体試料操作方法 |
| JP2011163826A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Univ Of Tokyo | 細胞測定装置 |
| JP2012122764A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Dainippon Printing Co Ltd | バイオセンサを用いる測定方法およびバイオセンサ |
| JP2012518161A (ja) * | 2009-02-17 | 2012-08-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 診断装置 |
| JP2015181438A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養システム及び細胞培養方法 |
| JP2017012202A (ja) * | 2012-11-06 | 2017-01-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 生体由来物の検査デバイスおよび検査方法 |
| JP2018529333A (ja) * | 2015-09-04 | 2018-10-11 | ラトガース， ザ ステイト ユニバーシティー オブ ニュージャージー | 高スループット、単一細胞への効率的な分子送達のためのフィードバック制御されたエレクトロポレーションマイクロデバイス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59179097A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Tadashi Matsunaga | 細胞の電気化学的活性測定方法 |
| JPH02114163A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-26 | Kobe Steel Ltd | 生物培養容器 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33448793A patent/JPH07184686A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59179097A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Tadashi Matsunaga | 細胞の電気化学的活性測定方法 |
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| JPWO2005116184A1 (ja) * | 2004-05-26 | 2008-04-03 | 株式会社ユニソク | 生体試料操作方法 |
| JP4645912B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2011-03-09 | 株式会社ユニソク | 生体試料操作方法 |
| JP2006204123A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Seiko Instruments Inc | 培養用容器及び培養用ユニット |
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| JP2012122764A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Dainippon Printing Co Ltd | バイオセンサを用いる測定方法およびバイオセンサ |
| JP2017012202A (ja) * | 2012-11-06 | 2017-01-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 生体由来物の検査デバイスおよび検査方法 |
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| JP2018529333A (ja) * | 2015-09-04 | 2018-10-11 | ラトガース， ザ ステイト ユニバーシティー オブ ニュージャージー | 高スループット、単一細胞への効率的な分子送達のためのフィードバック制御されたエレクトロポレーションマイクロデバイス |
| US10927333B2 (en) | 2015-09-04 | 2021-02-23 | Rutgers, The State University Of New Jersey | High throughput, feedback-controlled electroporation microdevice for efficient molecular delivery into single cells |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980203 |