JPWO2011135802A1 - 測定デバイス - Google Patents

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Abstract

測定デバイスは液体に浮遊する複数の被検体の反応を測定する。その測定デバイスは基材と振動発生部とを備える。基材には、液体を貯留するように構成された第一のキャビティと、複数の第二のキャビティとが設けられている。振動発生部は、第一のキャビティに貯留する液体に定在波を発生させる。基材には、複数の第二のキャビティのそれぞれと第一のキャビティとを連通させる複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔は第一のキャビティに開口して、複数の被検体を捕捉する複数の開口部をそれぞれ有する。この測定デバイスは高い効率で被検体を測定することができる。

Description

本発明は、細胞あるいは生体由来の膜等からなる被検体の性質を測定するための測定デバイスや、液体中に存在する粒子状物質の状態を測定する測定デバイスに関する。
図８は従来の測定デバイス５０１の断面図である。測定デバイス５０１は細胞電気生理センサである。測定デバイス５０１は、隔壁部３を有する基板１を備える。基板１にはキャビティ２、５が設けられている。キャビティ５は、隔壁部３に設けられた貫通孔４を介してキャビティ２に連通している。
キャビティ２、５をそれぞれ電解液である測定溶液で満たす。その後、被検体である細胞６をキャビティ２内に注入し、キャビティ５側から電解液を吸引すると、キャビティ２側の貫通孔４の開口部７に細胞６を捕捉することができる。
細胞６を捕捉させた状態でキャビティ２に薬剤を投与し、キャビティ２、５内の電解液間の電位差やキャビティ２、５間に流れる電流値を計測する。計測された電位差や電流値によって、細胞６が活動する際の細胞内外における電位変化、電流値変化、あるいは細胞の活動によって発生する物理化学的変化を測定することができる。
なお、従来の測定デバイス５０１と類似する測定デバイスは例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
従来の測定デバイス５０１では、被検体の密着不良、吸着ミス、測定溶液や薬剤の投入時間のロス等に起因して測定効率が低下する場合がある。特に、被検体として細胞６を測定する場合には、一つの貫通孔４に一つの細胞６が高い密着力で接触する必要がある。通常、細胞６が発する電気生理反応（例えば、細胞内外で発生する電位差や細胞内外を通過する電流値）は極めて小さな反応である。貫通孔４に細胞６が確実に密着せずに細胞６と隔壁部３間に隙間がある場合は、その隙間を通じて電気的リークが発生する。この電気的リークは、細胞内外で発生している電気生理反応の正確な測定を阻害する。
上記のような密着不良が生じた細胞６については、電気的リークによって発生するノイズによって測定は高精度にできないので、測定データを得ることができない。従って、別途用意された測定デバイスを用いて新しい測定をはじめから行う必要が生じる。その結果、細胞の電気生理反応の測定を著しく効率の悪いものにしている。
さらに、測定溶液中に存在する活性化していない細胞、細胞ではないゴミ、等の被検体以外の固形物質により、測定を効率の悪いものにする。すなわち、測定溶液の中に存在している固形物質は測定したい被検体である細胞６だけではなく、活性化していない細胞や、ゴミが混じっている場合がある。これらを貫通孔４に吸着してしまった場合には測定データを得ることができず、別途用意された測定デバイスを用いて新しい測定をはじめから行う必要が生じる。その結果、細胞の電気生理の測定を著しく効率の悪いものにしている。
国際公開第２００７／１０８７７９号 国際公開第２００７／１３９５１１号
本発明の測定デバイスは液体に浮遊する複数の被検体の反応を測定する。その測定デバイスは基材と振動発生部とを備える。基材には、液体を貯留するように構成された第一のキャビティと、複数の第二のキャビティとが設けられている。振動発生部は、第一のキャビティに貯留する液体に定在波を発生させる。基材には、複数の第二のキャビティのそれぞれと第一のキャビティとを連通させる複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔は第一のキャビティに開口して、複数の被検体を捕捉する複数の開口部をそれぞれ有する。
この測定デバイスは高い効率で被検体を測定することができる。
図１は本発明の実施の形態における測定デバイスの上面斜視図である。 図２は実施の形態における測定デバイスの基板の上面斜視図である。 図３は図２に示す基板の拡大斜視図である。 図４は実施の形態における測定デバイスの断面図である。 図５は実施の形態における測定デバイスの動作を説明するための概要図である。 図６Ａは実施の形態における測定デバイスの動作を示す基板の上面図である。 図６Ｂは実施の形態における測定デバイスの動作を示す基板の上面図である。 図６Ｃは実施の形態における測定デバイスの動作を示す基板の上面図である。 図７Ａは実施の形態における他の測定デバイスの基板の上面図である。 図７Ｂは実施の形態におけるさらに他の測定デバイスの基板の上面図である。 図７Ｃは実施の形態におけるさらに他の測定デバイスの基板の上面図である。 図８は従来の測定デバイスの断面図である。
図１は本発明の実施の形態における測定デバイス１００１の上面斜視図である。図２は測定デバイス１００１の基板１１の上面斜視図である。図３は図２に示す測定デバイス１００１の拡大斜視図である。測定デバイス１００１は、基板１１と、基板１１の上面１１１に接合された基板１２とを備える。基板１１、１２は基材５１を構成する。基板１２には、２つの（複数の）流入口１３と、２つの（複数の）流出口１４と、複数の連通口１５Ａ〜１５Ｆとが形成されている。基板１１の上面１１１にはキャビティ１６、１９Ａ〜１９Ｆが設けられている。２つの流入口１３と複数の流出口１４はキャビティ１６に連通し、したがってキャビティ１６を介して互いに連通している。流入口１３から流入された溶液や薬液等の液体はキャビティ１６を通り流出口１４へ流出する。基板１１は、キャビティ１９Ａ〜１９Ｃのそれぞれとキャビティ１６との間に設けられた隔壁部１７Ａと、キャビティ１９Ｄ〜１９Ｆのそれぞれとキャビティ１６との間に設けられた隔壁部１７Ｂとを有する。隔壁部１７Ａ、１７Ｂはキャビティ１６を介して互いに対向し、キャビティ１６の互いに対向する側面１１７Ａ、１１７Ｂをそれぞれ構成する。キャビティ１６は側面１１７Ａ、１１７Ｂに繋がる底面１１６を有する。隔壁部１７Ａ、１７Ｂには複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆが設けられている。貫通孔１８Ａ〜１８Ｃは側面１１７Ａに開口部１１８Ａ〜１１８Ｃでそれぞれ開口し、貫通孔１８Ｄ〜１８Ｆは側面１１７Ｂに開口部１１８Ｄ〜１１８Ｆでそれぞれ開口する。細胞や生体由来の膜等からなる固形成分である被検体はキャビティ１６内において開口部１１８Ａ〜１１８Ｆで捕捉される。複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆはキャビティ１９Ａ〜１９Ｆにそれぞれ独立して繋がっている。キャビティ１９Ａ〜１９Ｆが独立して基板１２に形成された複数の連通口１５Ａ〜１５Ｆとそれぞれ独立して繋がり、複数の連通口１５Ａ〜１５Ｆを介してそれぞれ独立して基板１１、１２すなわち基材５１の外部環境と通じている。
キャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂあるいは底面１１６の反対側の基板１１の面には超音波等の振動を基板１１に発生させる振動発生部２０が当接して設けられている。振動発生部２０の振動によってキャビティ１６内の側面１１７Ａ、１１７Ｂ間に定在波を発生させることが可能である。振動発生部２０としては、例えば振動アクチュエータを用いることができる。なお、振動発生部２０の位置は、効率良くキャビティ１６内に定在波を発生させる位置であれば良い。なお、このとき定在波を発生させるためには、キャビティ１６の幅Ｗ１６と振動の周波数ｆ２０とキャビティ１６内に存在する液体での振動の伝わる音速ｖ１６が下記の関係を満たす必要がある。
ｆ２０＝（ｎ／２）×ｖ１６／Ｗ１６ （ｎは自然数）
上記式を満たす周波数ｆ２０の音響波がキャビティ１６に照射されると、その音響波がキャビティ１６の内部で反射を繰り返し、重なり合うことでキャビティ１６の内部に定在波を発生させる。上記式を満足すると、次数に応じた数の定在波の節・山が定在することとなり、固形成分である被検体は定在波の節に集中する。例えば、キャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂ間の幅（幅Ｗ１６）が２００μｍの場合において、振動発生部２０の発生する振動の周波数を約３．５ＭＨｚにすると、定在波の節がキャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂ間の中心部にできる。これにより、被検体を中心部に集中させることができる。このように、側面１１７Ａ、１１７Ｂすなわち貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆから一定の距離（この場合１００μｍ）付近に被検体を集中させることができる。キャビティ１９Ａ〜１９Ｆからキャビティ１６内の液体を吸引すると、被検体は一定の圧力で貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに向かって吸引される。これにより、被検体が開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに到着する際には一定の速度で側面１１７Ａ、１１７Ｂの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触する。
測定デバイス１００１を使用する際には、キャビティ１６、１９Ａ〜１９Ｆ内には導電性を有する電解液等の液体が存在する。開口部１１８Ａ〜１１８Ｆで捕捉された被検体は開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに密着して開口部１１８Ａ〜１１８Ｆを塞ぐ。これにより、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆ内のそれぞれの液体とキャビティ１６内の液体との間の電気抵抗が１ＧΩ以上の極めて高い値を有する状態であるギガシール状態が形成される。
一定の速度で被検体を開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触させることで、測定効率を上げることができる。すなわち、被検体の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触する際の速度がバラバラであると、大きい速度で開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触した被検体は強い衝撃を受けて破壊される場合があり、その後の測定を不可能にする。小さい速度で開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触した被検体は十分に吸引されず、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに密着せずにギガシール状態を形成できない場合がある。
図８に示す従来の測定デバイス５０１では、貫通孔４の近傍に存在する被検体である細胞６が吸引される際には、細胞６の貫通孔４の開口部７への接触速度は小さい。したがって、細胞６が開口部７に密着できずにギガシール状態が形成されない現象が顕著に見られる。
実施の形態による測定デバイス１００１では、被検体は貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆ付近には存在しておらず、貫通孔１８Ａ〜１８Ｆから一定距離だけ離れたところに存在している被検体が吸引される。したがって上述のような小さい速度によるギガシール不良が発生する確率が少なくなる。例えば、一般的な細胞の径は１０μｍ〜２０μｍである。被検体として細胞を用いた場合、定在波により、少なくとも貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触しない距離である３０μｍ以上の距離だけ側面１１７Ａ、１１７Ｂから離れた位置に細胞を存在させる。その後、それら細胞を吸引して開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触させることにより、速度不足によるギガシール不良が発生する確率を低減できる。測定デバイス１００１では、被検体が開口部１１８Ａ〜１１８Ｆへ捕捉される際には常に一定の距離の位置から吸引される。したがって同じ吸引力で吸引されると被検体は同じ方向に同じ速度で開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに安定的に捕捉される。
隔壁部１７Ａはキャビティ１９Ａ〜１９Ｃのそれぞれとキャビティ１６とを区切る。隔壁部１７Ｂはキャビティ１９Ｄ〜１９Ｆのそれぞれとキャビティ１６とを区切る。隔壁部１７Ａ、１７Ｂに設けられた貫通孔１８Ａ〜１８Ｆ以外にキャビティ１９Ａ〜１９Ｆのそれぞれとキャビティ１６とが連通している部分はない。さらに、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆは貫通孔１８Ａ〜１８Ｆとキャビティ１６以外に連通している部分がなく、それぞれ互いに独立している。
図４は測定デバイス１００１の断面図である。図４に示すように、キャビティ１６は内壁面５１６で囲まれている。キャビティ１６の内壁面５１６は、側面１１７Ａ、１１７Ｂと、底面１１６と、底面１１６に対向する上面２１６とを有する。キャビティ１６は基板１２の下面２１２で塞がれており、上面２１６は下面２１２の一部である。貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆは、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆで捕捉された被検体２１がキャビティ１６の底面１１６と上面２１６に接触せずに離れるような位置に設けられている。例えば被検体２１が約１０〜２０μｍの径を有する細胞である場合には、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆは、好ましくは、被検体２１の径より大きい距離だけキャビティ１６の底面１１６及び上面２１６から離れた位置に設けられている。
また、被検体２１をキャビティ１６内で捕捉する複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆの径は被検体２１の径よりも小さく設定されている。被検体２１が約１０〜２０μｍの径を有する細胞である場合には、好ましくは、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆの径は０．５μｍ〜５．０μｍである。なお、貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆの位置、長さ及び、径は、測定する被検体２１に応じて適宜変更することができる。
実施の形態による測定デバイス１００１では、基板１１の部材として例えば、シリコン、石英、ガラス等を用いることができる。
さらに、基板１２の部材として例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂等のシリコン樹脂、ガラス、シリコン、石英等が用いられる。特にＰＤＭＳ樹脂は成形を行いやすく、表面の活性度が高いので、基板１１の部材であるシリコン、石英、ガラス等と接着剤を用いることなく強固に密着させることができる。
次に、実施の形態における測定デバイス１００１の一例である細胞電気生理センサでの測定方法について説明する。
図４に示すように、流入口１３（図１参照）から分注器を挿入し、キャビティ１６内部全体に満たされるように電解液の細胞外液である液体９１６を注入する。次に、複数の連通口１５Ａ〜１５Ｆにそれぞれ分注器を挿入し、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆ内部全体に満たされるように、電解液の細胞内液である液体９１９Ａ〜９１９Ｆをそれぞれ注入する。
液体９１６である細胞外液とは例えば哺乳類筋細胞の場合、代表的にはＫ＋イオンが４ｍＭ程度、Ｎａ＋イオンが１４５ｍＭ程度、Ｃｌ−イオンが１２３ｍＭ程度添加された電解液である。液体９１９Ａ〜９１９Ｆである細胞内液とは、Ｋ＋イオンが１５５ｍＭ、Ｎａ＋イオンが１２ｍＭ程度、Ｃｌ−イオンが４．２ｍＭ程度添加された電解液である。液体９１６、９１９Ａ〜９１９Ｆの最適な化学組成は、測定の対象、目的によって適宜変更される。
図５は測定デバイス１００１の動作を説明するための概要図である。図６Ａ〜図６Ｃは測定デバイス１００１の動作を示す基板１１の上面図である。キャビティ１６、１９Ａ〜１９Ｆを液体９１６、９１９Ａ〜９１９Ｆでそれぞれ満たした後、図５に示すように、流入口１３あるいは流出口１４に参照電極２２を挿入し、液体９１６に参照電極２２を接触させる。連通口１５Ａ〜１５Ｆには測定電極２３Ａ〜２３Ｆがそれぞれ挿入され、細胞内液である液体９１９Ａ〜９１９Ｆにそれぞれ接触する。キャビティ１９Ａ〜１９Ｆには吸引装置２４が接続されている。貫通孔１８Ａ〜１８Ｆを介して細胞外液である液体９１６あるいは細胞内液である液体９１９Ａ〜９１９Ｆが浸透し、測定電極２３Ａ〜２３Ｆのそれぞれと参照電極２２との間で電気回路が形成される。これにより、細胞内液である液体９１９Ａ〜９１９Ｆと電気的に接続された測定電極２３Ａ〜２３Ｆのそれぞれと細胞外液である液体９１６と電気的に接続された参照電極２２との間では１００ｋΩ〜２０ＭΩ程度の導通抵抗値が観測される。
次に、図６Ａに示すように、流入口１３から分注器を介して細胞外液である液体９１６に懸濁された被検体２１を投入する。
その後、振動発生部２０を所定の周波数で振動させると、振動はキャビティ１６内に伝わり、図６Ｂに示すようにキャビティ１６内の側面１１７Ａ、１１７Ｂ間に定在波ＳＷ１が発生する。定在波ＳＷ１は側面１１７Ａ、１１７Ｂ間にただ１つの節Ｎ１１を発生させる基本波である。定在波ＳＷ１が発生すると、固形成分である被検体２１は定在波ＳＷ１の節Ｎ１が発生する領域Ｒ１１に集まる。結果、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆのそれぞれと定在波ＳＷ１の節Ｎ１１との間であり定在波ＳＷ１の腹には被検体２１が存在しない領域Ｒ２１、Ｒ２２が側面１１７Ａ、１１７Ｂにそれぞれ沿って延びて発生する。側面１１７Ａ（１１７Ｂ）と直角の方向における領域Ｒ２１の幅Ｗ２１は開口部１１８Ａ〜１１８Ｃから被検体２１が集まる領域Ｒ１１までの距離である。同様に、側面１１７Ａ（１１７Ｂ）と直角の方向における領域Ｒ２２の幅Ｗ２２は開口部１１８Ｄ〜１１８Ｆから領域Ｒ１１までの距離である。
次に、共通の吸引装置２４から圧力伝達チューブを介してキャビティ１９Ａ〜１９Ｆ内を減圧する。これにより、被検体２１は、キャビティ１６の側面を構成する隔壁部１７Ａ、１７Ｂの側面１１７Ａ、１１７Ｂに形成された開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに引き付けられ、被検体２１が開口部１１８Ａ〜１１８Ｆで捕捉される。領域Ｒ２１、Ｒ２２の幅Ｗ２１、Ｗ２２は、好ましくは３０μｍ以上である。幅Ｗ２１、Ｗ２２が過度に小さく被検体２１が開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに近すぎて存在する場合には、貫通孔１８Ａ〜１８Ｆから吸引を始めても被検体２１が吸引されて移動する速度が十分大きくならない。これにより、被検体２１が開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触した際に十分大きい圧力で付着せず、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに密着することが困難となり、結果としてギガシール状態の形成に失敗する確率が高くなる。一度ギガシール状態の形成に失敗した被検体２１について、その後吸引力を強めても開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに付着する圧力は強くならないので、ギガシール状態を形成することができず測定が失敗する。このような測定の失敗が多いことは、従来のこの種の測定装置であるパッチクランプ装置で明らかである。よって、適切な距離、好ましくは３０μｍ以上離れたところから吸引が始まるように、被検体２１が存在しない領域Ｒ２１、Ｒ２２を形成することが望ましい。
このように、開口部１１８Ａ〜１１８Ｅで捕捉される被検体２１は測定のたびに同じ領域Ｒ１１から吸引されるので、捕捉の際の速度は常に一定となり、被検体２１の受ける衝撃度が測定のたびに安定する。
また、振動発生部２０による振動の所定の周波数を２倍にすると、図６Ｃに示すように、２つの節Ｎ２１、Ｎ２２を有する定在波ＳＷ２が発生する。２つの節Ｎ２１、Ｎ２２がそれぞれ発生する２つの領域Ｒ３１、Ｒ３２に被検体２１を集めることができる。この場合は図６Ｂに示す基本波である定在波ＳＷ１に比べて、被検体２１を開口部１１８Ａ〜１１８Ｆへより近い位置に集めることができる。これにより、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆからの吸引力を弱めた場合でも、被検体２１を吸引し開口部１１８Ａ〜１１８Ｆで捕捉することができる。
なお、振動発生部２０による振動の周波数を３倍、４倍等の整数倍で増やすことで、被検体２１を開口部１１８Ａ〜１１８Ｆにより近い位置に集めることができる。ただし、この場合も、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆが設けられた側面１１７Ａ、１１７Ｂに沿って適度な幅で、被検体２１が存在しない領域を設定する必要がある。例えば、側面１１７Ａ、１１７Ｂ間の幅Ｗ１６が２００μｍであるキャビティ１６を、基本波の周波数３．５ＭＨｚの倍である約７ＭＨｚで振動させると、被検体２１が集まる領域と側面１１７Ａ、１１７Ｂのそれぞれとの間に側面１１７Ａ、１１７Ｂと平行に、被検体２１が集まらない２つの領域が形成される。この例では、キャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂから５０μｍの距離だけ離れた領域に被検体２１が集中する。この距離は被検体２１が一般的な径１０μｍ〜２０μｍを有する細胞である場合に、被検体２１が貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに接触しない十分な距離である。
また、過度に大きい吸引力で被検体２１を吸引すると、被検体２１の種類によっては開口部１１８Ａ〜１１８Ｆでの捕捉の衝撃によって被検体２１が破損する場合がある。したがって、被検体２１が耐えることのできる衝撃の範囲となるよう、吸引前に被検体２１が集まり浮遊する領域を決める。
上記のように測定が安定すると、被検体２１が貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに大きい密着力で複数回の測定の度に安定して吸着する。したがって、液体９１９Ａ〜９１９Ｆ（細胞内液）のそれぞれと液体９１６（細胞外液）との間の電気抵抗が１ＧΩ以上の極めて高いギガシール状態を高い確率で得ることができる。
ギガシール状態においては被検体２１の電気生理活動によって細胞内外の電位変化や電流通過はノイズの少ない状態で高精度に測定できることになる。従って、毎回の測定を無駄にすることなく、安定的に測定が可能になる。
ギガシール状態で、流入口１３から分注器を介してキャビティ１６に薬液を注入して被検体２１を刺激する。被検体２１を刺激する方法としては、薬液などの化学的刺激を被検体２１に与える方法の他に、測定電極２３Ａ〜２３Ｆのそれぞれと参照電極２２との間で印加される電気信号などの物理的刺激を与える方法でも良い。そしてこれらの化学的あるいは物理的刺激によって、被検体２１が物理化学的反応を発した場合は、その反応を測定電極２３Ａ〜２３Ｆのそれぞれと参照電極２２との間における電位差（あるいは電流値変化や抵抗値変化）によって検出することができる。
さらに、この時、２つの流入口１３から、異なる溶液をそれぞれ流入させて、異なる溶液をキャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂに沿ってそれぞれ流すことができる。これにより、開口部１１８Ａ〜１１８Ｃに捕捉された被検体２１と、開口部１１８Ｄ〜１１８Ｆに捕捉された被検体２１へ互いに異なる溶液に対した反応させることができる。異なる溶液に対して被検体２１が物理化学的反応を発した場合の反応を測定電極２３Ａ〜２３Ｆのそれぞれと参照電極２２との間における電位差（あるいは電流値変化や抵抗値変化）によって検出することができる。
ただし、流入口１３および流出口１４の数は複数である必要はなく、１つであっても同様の効果を奏することができる。
また、複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆは、キャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂにおいて対向するが、側面１１７Ａ、１１７Ｂのうちの一方に設けられたのみでも、同様の効果を奏することができる。
実施の形態における測定デバイス１００１では測定安定度を向上させることができる。振動発生部２０により発生する定在波により被検体２１が常に一定の領域に浮遊して開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに吸引されて捕捉され、被検体２１が貫通孔１８Ａ〜１８Ｆに過度に近くには位置しない。また、図８に示す従来の測定デバイス５０１では被検体である細胞８が最初にキャビティ２内に投入された位置のばらつきによって測定のたびに違った距離からの細胞８が吸引、捕捉される。しかし、実施の形態における測定デバイス１００１では、被検体２１が開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに捕捉される際に側面１１７Ａ、１１７Ｂに当接する速度を一定にすることができ、側面１１７Ａ、１１７Ｂから受ける衝撃の大きさを常に一定に保つことができる。したがって、安定して被検体２１を捕捉でき、ギガシール状態を容易に実現することができ、測定成功率が安定する。
さらに、実施の形態における測定デバイス１００１では、被検体２１を貫通孔１８Ａ〜１８Ｆに吸引、密着させる前に、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆから一定の適切な距離だけ離れた位置に一旦整列させる。その適切な距離から被検体２１を吸引、密着することによって、吸引時の接触速度をコントロールし、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆへの密着率を向上させることができる。なお、適切な距離とは、被検体２１の径の１．５倍以上であることが望ましい。
さらに、実施の形態における測定デバイス１００１では開口部１１８Ａ〜１１８Ｆは、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆで捕捉された被検体２１がキャビティ１６の底面１１６及び上面２１６に接触しないように設けられている。例えば被検体２１が細胞である場合には、通常、被検体２１は細胞外液である液体９１６中を浮遊している。浮遊している被検体２１はキャビティ１６内の側面１１７Ａ、１１７Ｂよりキャビティ１６の中央部に密度の高い状態で存在している。したがって、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆがキャビティ１６の底面１１６より高く、上面２１６よりも低い位置にあることで浮遊している被検体２１を容易に捕捉することができる。さらに、被検体２１の径よりも大きい距離だけ底面１１６と上面２１６から離れて開口部１１８Ａ〜１１８Ｆが位置することで、被検体２１を底面１１６や上面２１６に当接させずに捕捉することができる。
なお、実施の形態における測定デバイス１００１では、基板１２の部材として、光透過性の高い樹脂であるＰＤＭＳ樹脂を用いることができる。この場合は、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに被検体２１以外の単なるごみが捕捉されているか否かをそれぞれ独立で視覚的に判断することができる。また、例えば被検体２１が細胞である場合に、被検体２１に蛍光剤によってラベリングしておくことによって、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆに被検体２１以外の単なるごみが捕捉されているか否かをさらに容易に視覚的に判断することができる。
実施の形態における測定デバイス１００１では、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆが互いに独立しており、測定電極２３Ａ〜２３Ｆも互いに独立している。これにより、被検体２１ではないゴミで塞がれた開口部に繋がる測定電極を、被検体２１で適切に塞がれた開口部に繋がる測定電極から切り離すことができ、ゴミで塞がれた開口部が存在しても良好に被検体２１の反応を効率的に高精度に測定することができる。このように、１つのキャビティ１６に複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆを介して複数のキャビティ１９Ａ〜１９Ｆがそれぞれ連通することで、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆのうち被検体２１によって適切にギガシール状態で塞がれている貫通孔に繋がるキャビティの測定電極のみから反応を測定し、被検体２１によって適切にギガシール状態で塞がれていない貫通孔に繋がるキャビティの測定電極からは測定しない。これにより、貫通孔１８Ａ〜１８Ｆのいくつかがゴミで塞がれていても被検体２１の吸引を再度行うことなく被検体２１の反応を測定できる。したがって、測定デバイス１００１は高効率で被検体２１の反応を測定できる。
図７Ａは実施の形態における他の測定デバイス１００２の基板６１１の上面図である。図７Ａにおいて、図６Ｂに示す測定デバイス１００１と同じ部分には同じ参照番号を付す。測定デバイス１００２は図６Ｂに示す測定デバイス１００１の基板１１の代わりに、上面１６１１を有する基板６１１を備える。基板６１１の上面１６１１には、図６Ｂに示す測定デバイス１００１のキャビティ１６の代わりにキャビティ６１６が形成されている。キャビティ６１６は、キャビティ６１６を介して互いに対向する側面６１７Ａ、６１７Ｂを有する。貫通孔１８Ａ〜１８Ｃの開口部１１８Ａ〜１１８Ｃは側面６１７Ａに開口する。貫通孔１８Ｄ〜１８Ｆの開口部１１８Ｄ〜１１８Ｆは側面６１７Ｂに開口する。図６Ｂに示す測定デバイス１００１ではキャビティ１６の側面１１７Ａ、１１７Ｂのそれぞれは１つの平坦な平面であり、側面１１７Ａ、１１７Ｂは互いに平行である。図７Ａに示す測定デバイス１００２では、側面６１７Ａは平坦な複数の平坦部６５７Ａ、７５７Ａ、８５７Ａを有し、側面６１７Ｂは平坦な複数の平坦部６５７Ｂ、７５７Ｂ、８５７Ｂを有する。平坦部６５７Ａ、８５７Ｂは互いに平行に対向している。平坦部７５７Ａ、７５７Ｂは互いに平行に対向している。平坦部８５７Ａ、６５７Ｂは互いに平行に対向している。平坦部６５７Ａから平坦部８５７Ｂまで延びる直線Ｌ１１は平坦部６５７Ａ、８５７Ｂと直角に交わる。平坦部７５７Ａから平坦部７５７Ｂまで延びる直線Ｌ１２は平坦部７５７Ａ、７５７Ｂと直角に交わる。平坦部８５７Ａから平坦部６５７Ｂまで延びる直線Ｌ１３は平坦部８５７Ａ、６５７Ｂと直角に交わる。直線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３は直線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の中点である１つの点Ｐ１で交わる。平坦部６５７Ａ、８５７Ｂ間の距離である直線Ｌ１１の長さと、平坦部７５７Ａ、７５７Ｂ間の距離である直線Ｌ１２の長さと、平坦部８５７Ａ、６５７Ｂ間の距離である直線Ｌ１３の長さは等しい。
測定デバイス１００２では、複数の平坦部６５７Ａ、６５７Ｂ、７５７Ａ、７５７Ｂ、８５７Ａ、８５７Ｂは、底面１１６から見て多角形１００２Ａの複数の辺を構成する。多角形１００２Ａは偶数個（８つ）の辺よりなる正多角形である。
測定デバイス１００２の動作について説明する。振動発振部２０（図４参照）で基板６１１を適切な周波数で振動させると、キャビティ６１６を満たす液体９１６を波が伝播する。互いに平行に対向する複数の組の平坦部間の距離は互いに等しいので、平坦部６５７Ａ、８５７Ｂ間で定在波が発生し、平坦部７５７Ａ、７５７Ｂ間で定在波が発生し、平坦部８５７Ａ、６５７Ｂ間で定在波が発生する。それらの定在波は重畳して点Ｐ１に節を発生させる。これにより、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１は節が発生している点Ｐ１に集まる。貫通孔１８Ａ、１８Ｄの開口部１１８Ａ、１１８Ｄは、直線Ｌ１２が平坦部７５７Ａ、７５７Ｂと交わる位置でそれぞれ開口している。測定デバイス１００２では図６Ｂに示す測定デバイス１００１に比べて、より狭い範囲に複数の被検体２１を集めることができるので、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ａ、１１８Ｄに接触させて、開口部１１８Ａ、１１８Ｄで安定に捕捉することができる。同様に、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｅ、１１８Ｆに接触させて、開口部１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｅ、１１８Ｆで安定に捕捉することができる。
図７Ｂは実施の形態におけるさらに他の測定デバイス１００３の基板６１１の上面図である。図７Ｂにおいて、図７Ａに示す測定デバイス１００２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図７Ｂに示す測定デバイス１００３の基板６１１の上面１６１１に設けられたキャビティ６１６は、キャビティ６１６を介して互いに対向する側面７１７Ａ、７１７Ｂを有する。貫通孔１８Ａ、１８Ｂの開口部１１８Ａ、１１８Ｂは側面７１７Ａに開口する。貫通孔１８Ｄ、１８Ｅの開口部１１８Ｄ、１１８Ｅは側面７１７Ｂに開口する。図７Ｂに示す測定デバイス１００３では、側面７１７Ａは平坦な複数の平坦部６６７Ａ、７６７Ａを有し、側面７１７Ｂは平坦な複数の平坦部６６７Ｂ、７６７Ｂを有する。平坦部６６７Ａ、７６７Ｂは互いに平行に対向している。平坦部７６７Ａ、６６７Ｂは互いに平行に対向している。平坦部６６７Ａから平坦部７６７Ｂまで延びる直線Ｌ２１は平坦部６６７Ａ、７６７Ｂと直角に交わる。平坦部７６７Ａから平坦部６６７Ｂまで延びる直線Ｌ２２は平坦部７６７Ａ、６６７Ｂと直角に交わる。直線Ｌ２１、Ｌ２２は直線Ｌ２１、Ｌ２２の中点である１つの点Ｐ２で交わる。平坦部６６７Ａ、７６７Ｂ間の距離である直線Ｌ２１の長さと、平坦部７６７Ａ、６６７Ｂ間の距離である直線Ｌ２２の長さは等しい。
測定デバイス１００３では、複数の平坦部６６７Ａ、６６７Ｂ、７６７Ａ、７６７Ｂは、底面１１６から見て多角形１００３Ａの複数の辺を構成する。多角形１００３Ａは偶数個（６つ）の辺よりなる正多角形である。
測定デバイス１００３の動作について説明する。振動発振部２０（図４参照）で基板６１１を適切な周波数で振動させると、キャビティ６１６を満たす液体９１６を波が伝播する。互いに平行に対向する複数の組の平坦部間の距離は互いに等しいので、平坦部６６７Ａ、７６７Ｂ間で定在波が発生し、平坦部７６７Ａ、６６７Ｂ間で定在波が発生する。それらの定在波は重畳して点Ｐ２に節を発生させる。これにより、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１は節が発生している点Ｐ２に集まる。貫通孔１８Ａ、１８Ｅの開口部１１８Ａ、１１８Ｅは、直線Ｌ２１が平坦部６６７Ａ、７６７Ｂと交わる位置でそれぞれ開口している。貫通孔１８Ｂ、１８Ｄの開口部１１８Ｂ、１１８Ｄは、直線Ｌ２２が平坦部７６７Ａ、６６７Ｂと交わる位置でそれぞれ開口している。測定デバイス１００３では図６Ｂに示す測定デバイス１００１に比べて、より狭い範囲に複数の被検体２１を集めることができるので、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｄ、１１８Ｅで安定に捕捉することができる。
図７Ｂに示すように、測定デバイス１００３のキャビティ６１６の側面７１７Ａ、７１７Ｂは３つの正六角形である多角形１００３Ａの辺を構成する複数の平坦部を含む。上記の説明では、底面１１６から見て１つの多角形１００３Ａの複数の辺を構成する平坦部６６７Ａ、６６７Ｂ、７６７Ａ、７６７Ｂに開口部１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｄ、１１８Ｅが開口し、キャビティ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｄ、１９Ｅが貫通孔１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｄ、１８Ｅを介してキャビティ６１６に連通する。同様に、底面１１６から見て他の２つの多角形１００３Ａの複数の辺を構成する複数の平坦部に複数の貫通孔の開口部が開口し、複数のキャビティが複数の貫通孔を介してキャビティ６１６に連通する。
図７Ｃは実施の形態におけるさらに他の測定デバイス１００４の基板６１１の上面図である。図７Ｃにおいて、図７Ａに示す測定デバイス１００２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図７Ｃに示す測定デバイス１００４の基板６１１の上面１６１１に設けられたキャビティ６１６は、キャビティ６１６を介して互いに対向する側面８１７Ａ、８１７Ｂを有する。貫通孔１８Ａ〜１８Ｃの開口部１１８Ａ〜１１８Ｃは側面８１７Ａに開口する。貫通孔１８Ｄ〜１８Ｆの開口部１１８Ｄ〜１１８Ｆは側面８１７Ｂに開口する。図７Ｃに示す測定デバイス１００４では、側面８１７Ａは、底面１１６から見て円弧形状を有する円弧形状部８７７Ａを有する。側面７１７Ｂは、底面１１６から見て円弧形状を有する円弧形状部８７７Ｂを有する。円弧形状部８７７Ａ、８７７Ｂは、底面１１６から見て円１００４Ａ上に位置する。円１００４Ａの中心は点Ｐ３である。
測定デバイス１００４の動作について説明する。振動発振部２０（図４参照）で基板６１１を適切な周波数で振動させると、キャビティ６１６を満たす液体９１６を波が伝播する。その波は互いに対向する円弧形状部８７７Ａ、８７７Ｂ間で反射を繰り返して定在波を発生させ、円１００４Ａの中心である点Ｐ３に節を発生させる。これにより、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１は節が発生している点Ｐ３に集まる。貫通孔１８Ａ、１８Ｄの開口部１１８Ａ、１１８Ｄは、円弧形状部８７７Ａ、８７７Ｂにそれぞれ開口している。測定デバイス１００４では図６Ｂに示す測定デバイス１００１に比べて、より狭い範囲に複数の被検体２１を集めることができるので、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ａ、１１８Ｄで安定に捕捉することができる。
なお、測定デバイス１００１において、キャビティ１６の幅Ｗ１６は、被検体２１の径の少なくとも二倍より広いことが好ましい。これにより、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆの互いに対向する開口部のうちの一方に捕捉された被検体２１が、他方の開口部に捕捉された他の被検体２１の測定に影響を及ぼすことを阻止することができる。
また、貫通孔１８Ａ〜１８Ｆの開口部１１８Ａ〜１１８Ｆは少なくとも被検体２１の径以上の間隔で配置されていることが好ましく、これにより確実に被検体２１を捕捉することができる。
なお、被検体２１が細胞である場合は、開口部１１８Ａ〜１１８Ｆを塞いでいる被検体２１の細胞膜に穴を開けて、被検体２１をホールセルにする必要がある。その場合は、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆのうちギガシール状態が形成されていることが確認できたキャビティの連通口からナイスタチンなどの薬剤を注入することでホールセルを形成できる。あるいは、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆのうちギガシール状態が形成されていることが確認できたキャビティから吸引することで、そのキャビティに繋がる開口部を塞いでいる細胞膜に穴を開けることができる。
なお、図５においては、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆにそれぞれ連通している連通口１５Ａ〜１５Ｆに１つの共通の吸引装置２４が接続されている。実施の形態による測定デバイス１００１では、複数の吸引装置が連通口１５Ａ〜１５Ｆにそれぞれ独立して接続されていてもよい。独立した複数の吸引装置により、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆを互いに独立に吸引することが可能となる。しかし、連通口１５Ａ〜１５Ｂに１つの共通の吸引装置２４を接続することで、キャビティ１９Ａ〜１９Ｆの吸引を同時に制御でき、利便性にも優れるので、共通の吸引装置２４を用いることが望ましい。
以上述べたように、測定デバイス１００１は、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１の反応を測定する。基材５１には、液体９１６を貯留するように構成されたキャビティ１６と、複数のキャビティ１９Ａ〜１９Ｆとが設けられている。振動発生部２０は、キャビティ１６に貯留する液体９１６に定在波を発生させる。基材５１には複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆと流入口１３と複数の連通口１５Ａ〜１５Ｆとが設けられている。複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆは複数のキャビティ１９Ａ〜１９Ｆのそれぞれとキャビティ１６とを連通させる。流入口１３は、キャビティ１６を基材５１の外部に連通させる。複数の連通口１５Ａ〜１５Ｆは、複数のキャビティ１９Ａ〜１９Ｆを基材５１の外部に連通させる。複数の貫通孔１８Ａ〜１８Ｆは、キャビティ１６に開口してかつ複数の被検体２１を捕捉する複数の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆをそれぞれ有する。
キャビティ１６の内壁面５１６は、底面１１６と、上面２１６と、複数の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆが設けられた側面１１７Ａ、１１７Ｂとを有する。複数の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆは、複数の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆにそれぞれ捕捉された複数の被検体２１がキャビティ１６の底面１１６と上面２１６から離れるような位置に設けられている。側面１１７Ａ、１１７Ｂは互いに平行に対向していてもよい。
複数の開口部１１８Ａ、１１８Ｄはキャビティ１６を介して互いに対向している。複数の開口部１１８Ｂ、１１８Ｅはキャビティ１６を介して互いに対向している。複数の開口部１１８Ｃ、１１８Ｆはキャビティ１６を介して互いに対向していてもよい。
振動発生部２０は、定在波によってキャビティ１６内で複数の被検体２１を所定の領域Ｒ１１に位置させるように動作する。複数の被検体２１が所定の領域Ｒ１１に位置している時に複数のキャビティ１９Ａ〜１９Ｆから液体９１６を吸引することで複数の被検体２１を複数の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆにそれぞれ捕捉するように動作する。所定の領域Ｒ１１は、複数の開口部１１８Ａ〜１１８Ｆより複数の被検体２１の径の１．５倍以上の距離だけ離れている。
複数のキャビティ１９Ａ〜１９Ｆはそれぞれ独立して液体９１９Ａ〜９１９Ｆを貯留するように構成されている。参照電極２２は液体９１６に接触するように構成されている。複数の測定電極２３Ａ〜２３Ｆは液体９１９Ａ〜９１９Ｆにそれぞれ接触するように構成されている。
基材５１は、基板１１と、基板１１の上面１１１上に接合された基板１２とを有する。基板１１の上面１１１にはキャビティ１６、１９Ａ〜１９Ｆが設けられている。キャビティ１６、１９Ａ〜１９Ｆは基板１２で塞がれている。
なお、実施の形態において、「上面」「下面」「底面」等の方向を示唆する用語は、基板１１、１２等の測定デバイス１００１の構成部品の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
本発明による測定デバイスは、被検体の薬理反応を複数回にわたって安定的に測定することができ、高い測定効率を有する。
１１ 基板（第一の基板）
１２ 基板（第二の基板）
１３ 流入口
１５Ａ〜１５Ｆ 連通口
１６ キャビティ（第一のキャビティ）
１８Ａ〜１８Ｆ 貫通孔
１９Ａ〜１９Ｆ キャビティ（第二のキャビティ）
２０ 振動発生部
２１ 被検体
２２ 参照電極
２３Ａ〜２３Ｆ 測定電極
５１ 基材
１１８Ａ〜１１８Ｆ 開口部
５１６ 内壁面
６５７Ａ，７５７Ａ，８５７A 平坦部（第一の平坦部）
６５７Ｂ，７５７B，８５７B 平坦部（第二の平坦部）
８７７Ａ 円弧形状部（第一の円弧形状部）
８７７Ｂ 円弧形状部（第二の円弧形状部）
９１６ 液体（第一の液体）
９１９Ａ〜９１９Ｆ 液体（第二の液体）
測定デバイス１００２の動作について説明する。振動発生部２０（図４参照）で基板６１１を適切な周波数で振動させると、キャビティ６１６を満たす液体９１６を波が伝播する。互いに平行に対向する複数の組の平坦部間の距離は互いに等しいので、平坦部６５７Ａ、８５７Ｂ間で定在波が発生し、平坦部７５７Ａ、７５７Ｂ間で定在波が発生し、平坦部８５７Ａ、６５７Ｂ間で定在波が発生する。それらの定在波は重畳して点Ｐ１に節を発生させる。これにより、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１は節が発生している点Ｐ１に集まる。貫通孔１８Ａ、１８Ｄの開口部１１８Ａ、１１８Ｄは、直線Ｌ１２が平坦部７５７Ａ、７５７Ｂと交わる位置でそれぞれ開口している。測定デバイス１００２では図６Ｂに示す測定デバイス１００１に比べて、より狭い範囲に複数の被検体２１を集めることができるので、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ａ、１１８Ｄに接触させて、開口部１１８Ａ、１１８Ｄで安定に捕捉することができる。同様に、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｅ、１１８Ｆに接触させて、開口部１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｅ、１１８Ｆで安定に捕捉することができる。
測定デバイス１００３の動作について説明する。振動発生部２０（図４参照）で基板６１１を適切な周波数で振動させると、キャビティ６１６を満たす液体９１６を波が伝播する。互いに平行に対向する複数の組の平坦部間の距離は互いに等しいので、平坦部６６７Ａ、７６７Ｂ間で定在波が発生し、平坦部７６７Ａ、６６７Ｂ間で定在波が発生する。それらの定在波は重畳して点Ｐ２に節を発生させる。これにより、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１は節が発生している点Ｐ２に集まる。貫通孔１８Ａ、１８Ｅの開口部１１８Ａ、１１８Ｅは、直線Ｌ２１が平坦部６６７Ａ、７６７Ｂと交わる位置でそれぞれ開口している。貫通孔１８Ｂ、１８Ｄの開口部１１８Ｂ、１１８Ｄは、直線Ｌ２２が平坦部７６７Ａ、６６７Ｂと交わる位置でそれぞれ開口している。測定デバイス１００３では図６Ｂに示す測定デバイス１００１に比べて、より狭い範囲に複数の被検体２１を集めることができるので、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｄ、１１８Ｅで安定に捕捉することができる。
測定デバイス１００４の動作について説明する。振動発生部２０（図４参照）で基板６１１を適切な周波数で振動させると、キャビティ６１６を満たす液体９１６を波が伝播する。その波は互いに対向する円弧形状部８７７Ａ、８７７Ｂ間で反射を繰り返して定在波を発生させ、円１００４Ａの中心である点Ｐ３に節を発生させる。これにより、液体９１６に懸濁された複数の被検体２１は節が発生している点Ｐ３に集まる。貫通孔１８Ａ、１８Ｄの開口部１１８Ａ、１１８Ｄは、円弧形状部８７７Ａ、８７７Ｂにそれぞれ開口している。測定デバイス１００４では図６Ｂに示す測定デバイス１００１に比べて、より狭い範囲に複数の被検体２１を集めることができるので、より効率よく一定の速度で被検体２１を開口部１１８Ａ、１１８Ｄで安定に捕捉することができる。

Claims (10)

  1. 第一の液体に懸濁された複数の被検体の反応を測定する測定デバイスであって、
    前記第一の液体を貯留するように構成された第一のキャビティと、複数の第二のキャビティとが設けられている基材と、
    前記第一のキャビティに貯留する前記第一の液体に定在波を発生させる振動発生部と、
    を備え、
    前記基材には、前記複数の第二のキャビティのそれぞれと前記第一のキャビティとを連通させる複数の貫通孔と、前記第一のキャビティを前記基材の外部に連通させる流入口と、前記複数の第二のキャビティを前記基材の外部にそれぞれ連通させる複数の連通口とが設けられており、
    前記複数の貫通孔は、前記第一のキャビティに開口してかつ前記複数の被検体を捕捉する複数の開口部をそれぞれ有する、測定デバイス。
  2. 前記第一のキャビティの内壁面は、底面と、上面と、前記複数の貫通孔の前記複数の開口部が設けられた側面とを有し、
    前記複数の貫通孔の前記複数の開口部は、前記複数の開口部にそれぞれ捕捉された前記複数の被検体が前記第一のキャビティの前記底面と前記上面から離れるような位置に設けられている、請求項１に記載の測定デバイス。
  3. 前記第一のキャビティの内壁面は、前記複数の貫通孔の前記複数の開口部が設けられて互いに平行に対向する第一の側面と第二の側面とを有する、請求項１に記載の測定デバイス。
  4. 前記複数の貫通孔の前記複数の開口部は前記第一のキャビティを介して互いに対向している、請求項３に記載の測定デバイス。
  5. 前記第一のキャビティの内壁面は、底面と、前記複数の貫通孔の前記複数の開口部が設けられて互いに対向する第一の側面と第二の側面とを有し、
    前記第一の側面は、平坦な複数の第一の平坦部を有し、
    前記第二の側面は、平坦な複数の第二の平坦部を有し、
    前記複数の第一の平坦部のそれぞれと前記複数の第二の平坦部のそれぞれとは、互いに平行に対向する第一の平坦部と第二の平坦部の複数の組を成し、
    前記複数の組の前記第一の平坦部と前記第二の平坦部との間の距離は互いに等しい、請求項１に記載の測定デバイス。
  6. 前記第一のキャビティの内壁面は、底面と、前記複数の貫通孔の前記複数の開口部が設けられて互いに対向する第一の側面と第二の側面とを有し、
    前記第一の側面は、前記底面から見て円弧形状を有する第一の円弧形状部を有し、
    前記第二の側面は、前記底面から見て円弧形状を有する第二の円弧形状部を有し、
    前記第一の円弧形状部と前記複数の第二の円弧形状部とは、前記底面から見て１つの円上に位置する、請求項１に記載の測定デバイス。
  7. 前記振動発生部は、前記定在波によって前記第一のキャビティ内で前記複数の被検体を所定の領域に位置させるように動作し、
    前記複数の被検体が前記所定の領域に位置している間に前記複数の第二のキャビティから前記第一の液体を吸引することで前記複数の被検体を前記複数の開口部にそれぞれ捕捉するように動作する、請求項１に記載の測定デバイス。
  8. 前記所定の領域は、前記複数の貫通孔の前記複数の開口部より前記複数の被検体の径の１．５倍以上の距離だけ離れている、請求項７に記載の測定デバイス。
  9. 前記複数の第二のキャビティはそれぞれ独立して第二の液体を貯留するように構成されており、
    前記第一の液体に接触するように構成された参照電極と、
    前記第二の液体にそれぞれ接触するように構成された複数の測定電極と、
    をさらに備えた、請求項１に記載の測定デバイス。
  10. 前記基材は、
    第一の基板と、
    前記第一の基板の上面上に接合された第二の基板と、
    を有し、
    前記第一の基板の前記上面には、前記第一のキャビティと前記第二のキャビティとが設けられており、
    前記第一のキャビティと前記第二のキャビティは前記第二の基板で塞がれている、請求項１に記載の測定デバイス。
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