KR19980703274A - 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법, 약품검사방법 및 그 장치 - Google Patents

조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법, 약품검사방법 및 그 장치 Download PDF

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모리시타 요이치
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Abstract

본 발명은 실험목적에 따라 조직 또는 세포주변의 물리화학적 환경에 임의의 변화를 가할 수 있는 조직 또는 세포의 물리 화학적 특성 측정방법 및 장치를 제공한다. 생물의 조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경을 일정하게 유지하기 위한 수단(40)과, 상기 물리화학적 환경을 임의로 변화시키기 위한 수단(50)과, 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관측하기 위한 수단(10) 및 (20)과, 상기 물리화학적 환경을 변화시키는 전후에서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 비교하기 위한 수단(30)을 포함하는 장치이다.
상기 관찰수단(10)은 조직 또는 세포의 전기 생리학적 특성의 측정을 위한 전위측정장치이고, 이 장치가 기판상에 다수의 미소전극(11)을 구비하고, 그 위에 상기 조직 또는 세포를 놓기 위한 세포설치부(6)를 구비하며, 상기 미소전극(11)에 전기신호를 부여하고 상기 미소전극에서 전기신호를 도출하기 위한 인출패턴(12)을 구비한 일체화 세포 설치기(1)를 포함한다.

Description

조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법, 약품검사방법 및 그 장치
최근 송전선의 설치나 휴대전화, 컴퓨터의 모니터 등의 전기기기의 사용에 따라, 강한 전자장의 존재가 항상 주위에 있게 되었다. 또한, 약학, 식품과학, 유기화학 등의 진보에 따라, 새로운 약제나 식품첨가물, 종래 자연에 존재하지 않았던 화학물질이 계속 개발되고 있다. 이들 인공적인 물리화학적 환경이 생물에 미치는 영향에 대해 명백하게 하기 위해, 주로 인간을 대상으로 한 통계적 수법을 이용한 조사실험이나 동물실험이 행해져 왔다.
그러나, 환경과학분야에 있어서의 인간을 대상으로 한 통계적 조사실험은 일정조건의 모집단의 설정이 매우 곤란하고, 조사시간도 많이 필요로 한다. 또한, 인간, 개개인의 유전적 배경이나 생활관습, 과저 식생활의 이력등도 미묘하게 다르다. 예를들면, 전자파가 인체의 가스발생에 미치는 영향을 검토하기 위해, 우리 가까이에 있는 전자파 발생원으로써 고압전선을 들었다고 가정한다. 이 경우, 고압전선에 관계하는 근방생활자의 유전적 이력, 식생활의 이력, 암 발생장기의 분류, 연령, 체중, 성별, 기호품, 병력, 바이러스 감염의 유무등 조사조건을 설정하는 것이 곤란하다. 그래서 통계조사실험을 행함과 동시에, 상기 조건설정이 용이한 실험동물을 이용하여 모델실험을 충분히 행할 필요가 있다. 그리고, 상기 실험에서는 불가능한 조직레벨, 특히 세포 네트워크에 있어서의 실험을 행하는 것은 중요하다. 또한 약학의 분야에 있어서, 예를 들면 중추신경계의 신약을 개발하는데 있어, 종래는 실험동물의 뇌에서 단리신경세포를 조제, 분산 배양하고, 개개의 세포레벨에서 신약의 효과를 약리학적, 전기생리학적, 형태학적 그리고 면역학적으로 조사했다. 그러나, 뇌 신경기능은 신경세포가 체계적으로 집합한 신경회로망에 의해 지배된다. 그 때문에, 상술한 바와같이 뇌의 고차기능이 신경회로망의 전체적인 거동에 의거한다고 하면 이들 약품이 신경회로망에 미치는 영향을 명확하게 하는 것이 매우 중요한 것은 말할 것도 없다. 그럼에도 불구하고, 종래, 조직레벨에서의 신경회로망이나 세포간 네트워크에 있어서의 약제의 영향을 조사할 수 없었던 원인으로써는 우선, 뇌절편(切片)을 이용한 신경회로망에 있어서의 스크리닝(screening) 기술이 없었던 것을 들 수 있다. 이 때문에, 신경회로망에 있어서의 작용기구가 불분명한채로 일반 약리시험에서 효과가 확인된 다양한 약품이 의료현장에서 사용되는 것이 현황이다. 예를 들면, 불면증의 유명한 약에는 헬시온이 있는데, 이 작용기구는 신경세포의 과분극에 동반하는 GABA 수용체의 기능항진에 의한 변연계(邊緣系) 및 대뇌피질의 신경과잉 활동억제라고 생각되어진다. 그러나, 이 효과는 개개의 신경세포를 이용하여 명확하게 된 것이지, 신경회로망 전체에 어떠한 영향을 미치는가는 명확하지 않다. 또한, 신경분열병의 약인 하로페리들이나 클로자핀도 신경회로망에 있어서의 영향을 검토못하고 환자에게 사용되고 있다. 반대로 신경회로망에 있어서 큰 효과를 나타내는 부작용이 적은 약제가 종래의 스크리닝방법에서는 유효하다고 판단되지 않아 의료현장에서 사용되지 않았을 가능성도 있다.
또한, 상기 생체기관 레벨에서의 연구의 필요성은 상기 신경회로망의 기능해명 뿐만 아니라 다른 생체기관의 연구에서도 그 필요성이 인식되면서 의학, 약학등의 생리학 분야에 있어서, 이 연구를 효율 좋고 또한 신뢰성도 높게 실현하는 장치의 개발이 요망되고 있다.
이상에 기술한 바와 같이, 생물에서 적출한 조직 또는 세포의 물리회학적 특성을 경시적으로 관찰할 수 있고, 조직 또는 세포주변의 물리화학적 환경을 일정하게 유지할 수 있으며, 또한 실험목적에 따라 조직 또는 세포주변의 물리화학적 환경에 임의의 변화를 가할 수 있고, 또한 대량의 샘플을 동시에 조사할 수 있는 장치의 개발이 강하게 요구되고 있다.
본 발명는 이러한 요망에 응하는 약품의 검사방법, 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 생물의 조직 또는 세포에 대해, 물리화학적 환경의 변화에 의한 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 측정하는 것으로써, 중추신경약을 비롯해 생물에 투여되는 다양한 약물의 효력을 조사하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 주로 환경과학분야, 의료과학분야, 약학분야, 식품과학분야 그리고 신경생리학분야에서 이용된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 세포전위 측정장치에 사용되는 일체화 세포 설치기의 사시도,
도 2는 일체화 세포 설치기의 조립도,
도 3은 일체화 세포 설치기를 구성하는 일체화 복합 전극의 중앙부에 설치된 64개의 미소전극 및 인출패턴을 도시하는 평면도,
도 4는 일체화 복합전극의 단면을 모식적으로 도시하는 도면,
도 5는 일체화 복합전극을 상부 및 하부 홀더가 끼워 고정한 상태를 도시하는 평면도 및 측면 단면도,
도 6은 도 5의 일체화 복합전극 및 상하 홀더의 사시도,
도 7은 상부 홀더에 구비된 접촉금구의 측면도,
도 8은 도 2와 반대 방향에서 본 일체화 세포 설치기의 조립도,
도 9는 본 발명의 장치의 블록 구성도,
도 10은 본 발명의 장치를 이용하여 측정된 메탄 페타민(Methan phetamine)이 배양세포의 유발전위에 미치는 급성효과를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 장치를 이용하여 측정된 메탄 페타민이 배양세포의 유발전위에 미치는 만성효과를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 장치를 이용하여 측정된 아세틸콜린(acetylcholine)이 배양세포의 자발적인 활동전위에 미치는 효과를 도시하는 도면,
도 13은 본 발명의 장치를 이용하여 측정된 아드레날린이 배양세포의 자발적인 활동전위에 미치는 효과를 도시하는 도면,
도 14는 일체화 복합전극을 다수 형성하여 멀티 어레이화한 예를 도시하는 상면도.
도 15는 멀티 어레이용 프린트 배선판에 멀티 어레이화한 일체화 복합 전극을 장착한 상태를 도시하는 상면도,
도 16은 멀티 어레이화 일체화 세포 설치기를 이용한 장치의 구성예를 도시하는 블록도,
도 17은 멀티 어레이화 일체화 세포 설치기에 있어서의 송배액(送排液)시스템을 도시하는 사시도이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법은 생물의 조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경의 변화가 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성에 미치는 영향을 관측하기 위한 방법으로써, 상기 생물조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경을 일정하게 유지하고, 다음에, 상기 물리화학적 환경을 임의로 변화시켜, 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관측하며, 상기 물리화학적 환경을 변화시키는 전후에서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 비교하는 방법이다.
상기와 같이, 본 발명의 생물의 조직 등의 물리화학적 특성 측정에서는 생체에서 추출한 조직 또는 세포는 물리화학적 환경이 일정하게 유지된 상태에서 보존되어 그 물리화학적 특성이 측정되고, 이어서 물리화학적 환경의 일부 또는 전부를 변화시켜, 다시 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 측정한다. 그리고, 물리화학적 환경을 변화시키는 전후에서의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 비교함으로써, 물리화학적 환경의 변화가 조직 또는 세포에 미치는 영향을 명백하게 할 수 있다.
따라서, 이 측정방법에 있어서, 예를 들면, 상기 물리화학적 환경의 변화를 화학물질등의 첨가에 의해 행하면, 상기 첨가한 화학물질의 생체에의 영향을 조사할 수 있다. 또한, 이 측정방법에 있어서, 예를들면 상기 물리화학적 환경의 변화를 전자장의 부여에 의해 행하면, 전자장의 생체로의 영향을 조사할 수 있다.
이 조직 등의 물리화학적 특성 측정방법에 있어서의 바람직한 양태는 적어도 세포배양수단, 환경조정수단, 관찰수단 및 비교수단을 포함하는 장치를 이용하여 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관찰하기 위한 방법으로써, 하기의 (A)~(E)의 공정을 포함하는 방법이다.
(A) 상기 세포배양수단에 의해 상기 조직 또는 세포를 배양하고, 또는 상기 세포배양수단에 의해 상기 조직 또는 세포주변의 제 1물리화학적 환경을 유지하는 공정.
(B) 상기 관찰수단에 의해 상기 제 1물리화학적 환경안의 상기 조직 또는 세포의 제 1물리화학적 특성을 관찰하는 공정.
(C) 상기 환경조정수단에 의해, 상기 제 1물리화학적 환경에서 제 2물리화학적 환경으로 변화시키는 공정.
(D) 상기 관찰수단에 의해 상기 제 2물리화학적 환경안의 상기 조직 또는 세포의 제 2물리화학적 특성을 관찰하는 공정.
(E) 상기 비교수단에 의해 상기 조직 또는 세포의 상기 제 1물리화학적 특성과, 상기 조직 또는 세포의 상기 제 2물리화학적 특성을 비교하는 공정.
이 바람직한 양태의 방법에 의하면, 용이하게 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 측정할 수 있다.
또한, 더 바람직한 양태는 상기 제 1물리화학적 환경에서 제 2물리화학적 환경으로 변화시키는 공정이 상기 세포배양수단에 사용된 제 1배지에서 상기 세포배양수단에 사용하는 제 2배지로 치환하는 것을 포함하는 방법이다. 이 경우, 상기 제 1배지 및 제 2배지가 임의농도의 1개 또는 다수의 약품을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치는 생물의 조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경의 변화가 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성에 미치는 영향을 관측하기 위한 장치로써, 하기 (A)~(E)의 수단을 포함하는 장치이다.
(A) 상기 조직 또는 세포를 배양하고, 또는 상기 조직 또는 세포주변의 물리화학적 환경을 유지하기 위한 세포배양수단.
(B) 상기 조직 또는 세포의 제 1물리화학적 환경안의 물리화학적 특성을 관찰하는 관찰수단.
(C) 상기 조직 또는 세포가 유지되는 물리화학적 환경을 조정하기 위한 환경조정수단.
(D) 상기 환경조정수단에 의해, 제 1물리화학적환경에서 제 2물리적 환경으로 변화시켰을 때의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관찰하는 관찰수단.
(E) 제 1물리화학적 환경에 있어서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성과 제 2물리화학적 환경에 있어서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 비교하기 위한 비교수단.
이 장치에 있어서, 상기 환경조정수단이 상기 세포배양수단에 사용하는 배지에 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 첨가하는 수단과, 상기 세포배양수단에 사용된 임의의 농도의 1개 또는 다수의 약품을 포함하는 제 1배지에서 상기 배양수단에 사용하는 임의의 농도의 1개 또는 다수의 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 포함하는 제 2배지로 치환하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 화학물직은 인구적으로 합성된 화학물질 뿐만 아니라, 단백질, 핵산, 당류, 수질 등의 천연화학물질 등의 화학물질을 포함하는 넓은 개념이다. 이것은 이하도 마찬가지이다.
또한, 이 장치에 있어서, 상기 환경조정수단이 상기 세포배양수단에 사용하는 배지에 물질을 첨가하기 위한 수단과, 상기 세포배양수단에 사용된 제 1배지에서 상기 배양수단에 사용하는 제 2배지로 치환하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관찰수단은 조직 또는 세포의 전기 생리학적 특성의 측정을 위한 전위측정장치이고, 이 장치가 하기의 (A) 및 (B)를 포함하는 것이 바람직하다.
(A) 기판상에 다수의 미소전극을 구비하고, 그 위에 상기 조직 또는 세포를 놓기 위한 세포 설치부를 구비하고, 상기 미소전극에 전기신호를 부여하고 또한 상기 미소전극에서 전기신호를 도출하기 위한 전기적 접속수단을 구비한 일체화 세포 설치기.
(B) 상기 일체화 세포 설치기의 전기적 접속수단에 접속되는 상기 조직 또는 세포의 전기 생리학적 활동에 의해 발생하는 출력신호를 처리하기 위한 수단.
또한, 상기 (A) 및 (B)에 추가하여 하기(C)를 포함하는 것이 바람직하다.
(C) 상기 일체화 세포 설치기의 전기적 접속수단에 접속되는 상기 조직 또는 세포에 전기적 자극을 주기 위한 수단.
이와 같은 바람직한 양태의 장치에 의해 예를들면 이하와 같은 측정이 가능해진다.
일체화 세포 설치기의 세포 설치기에 시료인 조직 또는 세포가 셋트되며, 다수의 미소전극이 조직 또는 세포에 접촉한다. 자극신호 부여수단에 의해 전기접속수단을 통하여 다수의 미소전극 중 임의의 한쌍의 전극사이에 자극신호를 인가한다. 다른 각 전극에 얻어지는 유발(誘發)전위의 시간변화가 전기접속수단을 통하여 신호처리수단에 주어지고, 필요한 신호처리를 거쳐 예를들면 표시장치에 출력됨과 동시에, 기억장치에 비축된다. 다음에 물리화학적 환경을 변화시켜 같은 측정을 행한다. 그리고 기억장치에 비축된 물리화학적 환경을 변화시키기 이전의 측정결과를 불러내고, 물리화학적 환경을 변화시킨 후의 측정결과와 비교한다. 또한, 자극신호를 부여하지 않는 자발전위의 측정도 마찬가지로 행해진다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 양태의 장치에서는, 체계화된 일련의 공정에 의해 측정이 행해지기 때문에, 조직등의 물리화학적 특성의 측정을 효율좋게 행할 수 있고, 예를들면 약품의 스크리닝과 같이 대량처리를 필요로 하는 측정에 유효하다. 또한 본 발명의 바람직한 양태의 장치에서는 생체기관(예를들면 마우스의 대뇌절편이나 심장절편)의 활동전위를 용이하게 측정할 수 있다. 종래는 세포레벨 또는 생체기관 전체의 수축 시험등의 약리 테스트에 의한 판정이 많았는데, 본 발명의 장치는 생체기관을 이용하여 부위간 상호 작용실험을 다수의 포인트로 행하는 것을 가능하게 했다. 이 결과, 전체로써 상쇄되었던 효과가 상쇄되지 않고 조사할 수 있고, 신뢰성 높은 데이터를 많이 얻을 수 있게 되며, 이 점에서도 약품의 스크리닝 테스트 등이 효율적으로 또한 저코스트로 행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 장치에 있어서 바람직한 양태는 상기 일체화 세포 설치기를 다수 구비함으로써, 다수의 조직 또는 세포를 배양하면서 이들의 물리화학적 특성을 측정하도록 하는 것이다. 이와 같이, 멀티 어레이(array) 화한 일체화 세포 설치기를 구비하는 장치에서는 한번에 다수의 조직 또는 세포를 처리할 수 있기 때문에, 측정의 대폭적인 효율화를 도모하는 것이 가능해지고, 대량의 샘플 처리가 필요해지는 약품의 스크리닝 장치로써 최적의 것이 된다.
상기 멀티 어레이화한 일체화 세포 설치기를 구비하는 장치에 있어서, 다수의 조직 또는 세포의 물리화학적 환경을 개별로 조정하는 것이 가능한 환경조정수단을 포함하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 약품검사방법은 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 첨가되는 조직 또는 세포의 전기적 특성을 검출하는 수단을 구비하고, 또는 외부에서 상기 조직 또는 세포의 시각적 특성을 관측하기 위한 화상 검출수단을 구비하며, 상기 조직 또는 세포에 상기 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 첨가했을 시의 상기 조직 또는 세포의 전기적 특성 또는 상기 세포의 시각적 특성을 특정하고, 이들 2개의 파라미터에서 첨가한 상기 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 상기 조직 또는 세포에 대해 영향이 있는지를 판정하는 방법이다.
또한, 본 발명의 약품검사장치는 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 첨가되는 조직 또는 세포의 전기적 특성을 측정하는 전기적 측정부와, 상기 조직 또는 세포의 시각적 특성을 측정하는 시각적 특성 검출부와, 상기 전기적 특성부 및 시각적 특성 검출부의 출력에서 상기 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 상기 조직 또는 세포에 미치는 영향을 측정하는 약품검사장치이다.
이하 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
우선, 본 측정장치에 사용하는 일체화 세포 설치기에 대해 설명한다. 이 일체화 세포 설치기(1)는 도 1에 사시도를, 도 2에 조립도를 각각 도시하도록 유리플레이트에 다수의 미소전극 및 그 인출패턴이 설치된 일체화 복합 전극(2), 그것을 상하에서 끼워 고정하는 2분할 홀더(3), (4) 및 이 홀더를 고정하는 프린트 배선판(5)으로 이루어진다.
일체화 복합전극에 대해서는 일본국 특개평 6-78889호 공보등에 개시되어 있는 것과 대략 같다. 두께 1.1㎜, 크기 50㎜각의 투명 파이렉스(Pyrex) 유리로 이루어지는 기판의 중앙부에 64개의 미소전극(11)이 8×8의 매트릭스상으로 형성되며, 각 미소전극에는 인출패턴(12)이 접속되어 있다(도 3 참조). 각 전극(11)은 50㎛각(면적25×102㎛2)이고, 인접하는 전극의 중심간 거리는 150㎛이다. 또한 기판의 4변에는 각각 16개, 계 64개의 전기접점(7)이 형성되며 (도 2 참조), 이들 전기접점과 기판 중앙부의 64개의 미소전극이 1대1로 대응하도록 인출패턴(12)으로 접속되어 있다. 각 변의 16개의 전기접점은 피치 1.27㎜로 배열되어 있다. 이 일체화 복합전극(2)의 제조방법을 도 4의 단면도에 의거하여 이하에 설명한다. 또한, 도 4는 보기 쉽게 하기 위해 각 부의 축척을 바꾸어 그리고 있다.
유리 플레이트(13)의 표면에 150㎚ 두께의 ITO(산화 인디움주석)막을 도포하고, 포토 레지스트 및 에칭에 의해 인출패턴(12)을 형성한다. 이 위에 1.4㎛ 두께의 폴리이미드막을 도포하고, 마찬가지로 절연피막(14)을 형성한다. 미소전극 및 전기접점의 부분은 ITO막이 노출되어 있고, 이 부분에 500㎚ 두께의 니켈 도금(15) 및 50㎚두께의 금 도금(16)을 실시한다. 내경 22㎜, 외경 25㎜, 높이 10㎜의 원통상 폴리스틸렌틀 또는 원통상 유리틀(6) (도 2 참조)을 유리 플레이트(13)상의 절연피막(14)의 표면에 실리콘계 접착제를 이용하여 접착한다.
이 원통상 폴리스틸렌틀 또는 유리틀(6)은 유리 플레이트(13)의 중심, 즉 64개의 미소전극(11)의 중심부와 중심을 맞춘 상태에서 고정되며, 이 폴리스틸렌틀 또는 유리틀(6)의 내측이 세포 설치부에 상당한다. 이 폴리스틸렌틀 또는 유리틀(6)내에 1중량% 클로로 백금산, 0.01중량% 초산납, 0.0025중량% 염산의 수용액을 채우고, 20mA/㎠의 전류를 1분간 통전함으로써, 미소전극(11)의 금 도금의 표면에 백금흑(11a)을 석출(析出)시킨다.
다음에, 일체화 복합전극(2)을 상하에서 끼워 고정하는 2분할 홀더(3), (4)에 대해 설명한다. 홀더(3), (4)는 수지로 형성되며, 도 2에 도시하는 바와 같이, 일체화 복합전극(2)의 가장자리부를 지지하기 위한 단부와 직사각형 개구가 중앙부에 구비되어 있다. 상부 홀더(3)에는 한쌍의 고정구(8)와 16개×4쌍의 접촉금구(9)가 구비되어 있다. 일체화 복합전극(2)을 끼워고정한 홀더(3), (4)의 상면도를 도 5(A)에, 그 측면도(B-B단면도)를 도 5(B)에, 그리고 뒷측에서 본 사시도를 도 6에 각각 도시한다. 이들 도면에서 알수 있는 바와같이, 고정구(8)는 상부 홀더(3)의 대향하는 2변에 축 핀(8a)에 의해 추지되어 있다. 또한, 하부 홀더(4)의 이면의 대향하는 2변에는 홈(4a)이 형성되어 있고, 여기에 고정구(8)의 凸조(8b)가 끼워짐으로써 상하의 홀더(3), (4)는 일체화 복합전극(2)을 끼운 상태에서 단단하게 고정된다.
일체화 복합전극(2)의 전기접점(7)에 대응하도록 상부 홀더(3)에 설치된 64개의 접촉금구(9)는 BeCu에 Ni 및 Au도금을 실시한 것과 같은 탄력성이 풍부한 양도체 금속판을 가공하여 형성되며, 도 7에 도시하는 형상을 하고 있다. 즉, 핀부(9a)와 그 기부(9b), 그리고 이 기부(9b)에서 만곡부(9c)를 통하여 뻗는 가동접촉부(9d)로 이루어진다. 이와 같은 구조에 의해 가동접촉부(9d)는 기부(9b)에 대해 탄성변위 가능하다. 상기 홀더(3)에는 접촉금구(9)의 핀부(9a)가 삽통되는 구멍과 기부(9b)가 끼워지는 홈이 64(16×4)개소에 형성되어 있다.
도 2 및 도 5(B)에 도시하는 바와 같이, 접촉금구(9)가 상기 구멍 및 홈에 삽입되어 고정된 상태에서 핀부(9a)가 상부 홀더(3)로부터 돌출하고 있다.
기부(9b)의 길이가 다른 2종류의 접촉금구(9)가 번갈아 배치됨으로써, 상부 홀더(3)로부터 돌출한 16개의 핀부(9a)는 지그재그상의 2열로 늘어서 있다. 후술하는 바와같이, 이들의 핀부(9a)는 외부와의 접속용의 프린트 배선판(5)에 실장된 커넥터에 접속된다.
한편, 접촉금구(9)의 가동접촉부(9d)는 접촉금구(9)가 상부 홀더(3)의 구멍 및 홈에 삽입되어 고정된 상태에서 상부 홀더(3)의 하면으로부터 돌출하고 있다. 이 상태는 도 2의 조립도에 대해 반대측에서 본 조립도인 도 8에 잘 도시되어 있다. 일체화 복합전극(2)을 끼우고 홀더(3), (4)가 고정된 상태에서 각 접촉금구(9)의 가동접촉부(9d)가 일체화 복합전극(2)의 전기접점(7)에 접촉하고, 만곡부(9c)의 탄성변형에 의해 소정의 접촉압이 접촉부에 주어진다. 이와 같이 하여 일체화 복합전극(2)의 미소전극(11)에 인출패턴(12)을 통하여 접속하는 전기접점(7)은 접촉금구(9)에 대해 작은 접촉저항(30mΩ이하)에서 전기적으로 접속된다.
다음에, 프린트 배선판(5)에 대해 설명한다. 이 프린트 배선판(5)은 일체화 복합전극(2)과 홀더(3), (4)와의 조립품을 고정함과 동시에, 일체화 복합전극(2)의 미소전극(11)으로부터 인출패턴(12), 전기접점(7), 그리고 접촉금구(9)에 이르는 전기접속을 다시 커넥터를 통하여 외부로 인출하는 역할을 담당하고 있다. 또한, 측정장치로의 셋트등의 취급을 용이하게 하는 작용을 하고 있다.
이 프린트 배선판(5)은 양면 패턴의 유리 에폭시 기판을 이용하여 구성되어 있고, 도 8에 도시된 이면에 있어서, 중앙부에 형성된 원형개구의 주위 4개소에 커넥터(5a)가 설치되어 있다. 상부 홀더(3)의 표 4개소에서 2열 지그재그상으로 돌출한 16개의 핀부(9a)가 각각 대응하는 커넥터(5a)에 삽입됨으로써, 일체화 복합전극(2)과 홀더(3), (4)와의 조립품이 프린트 배선판(5)에 고정됨과 동시에 전기적으로 접속된다.
프린트 배선판(5)의 양측 에지부(5b)에는 양면 에지 커넥터용의 2.54㎜피치의 전기접점이 형성되며, 이들의 전기접점과 중앙부의 커넥터(5a)가 인출패턴(5c)으로 접속되어 있다. 양측 커넥터(5a)의 내측열은 표면 패턴이고, 외측열은 이면 패턴으로 각각 인출되며, 각각의 에지부(5b)에 표리양면에서 32개, 따라서 합계 64개의 전기접점이 형성되어 있다. 기계적인 고정을 확실하게 하기 위해, 비스고정에 의해 상부 홀더(3)를 프린트 배선판(5)에 고정할 수도 있다.
이상과 같이 구성된 일체화 세포 설치기(1)를 이용하여 구성한 세포전위 측정장치의 좋은 실시예를 도 9에 도시한다. 본 실시예의 측정장치는 상술한 일체화 세포 설치기(1)와, 이 일체화 세포 설치기(1)에 셋트된 세포를 광학적으로 관찰하기 위한 도립(倒立) (거꾸러 섬) 현미경(21)을 포함하는 화상검출수단(20)과, 세포의 전기적특성을 검출하는 수단(10)과, 세포로의 자극신호를 부여하는 수단과, 세포에서의 출력신호를 처리하여 비교하는 수단을 포함하는 컴퓨터(30)와, 세포의 배양 분위기를 유지하기 위한 세포배양수단(40)과, 배양액에 임의의 화학물질을 임의의 농도로 첨가하거나 혹은 첨가한 화학물질을 제거하기 위한 환경조정수단(50)을 구비하고 있다.
화상 검출수단(20)에는 일체화 세포 설치기(1)가 셋트되는 도립현미경(21) (올림퍼스제 IMT-2-F 또는 IX70상당품)의 외에 현미경용의 SIT카메라(요코마츠 호트닉스제 C2400-08상당품)(22), 고상세도 디스플레이(23) 및 화상 화일 장치(마츠시타제 TQ-2600 또는 FTQ-3100F상당품)(24)이 포함되어 있다. 다만, 고상세도 디스플레이(23)는 컴퓨터(30)이 디스플레이를 겸용해도 된다. 다만, 상기의 괄호내에 도시한 구체적인 장치는 일예이고, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이하 마찬가지이다.
컴퓨터(30)에는 WINDOWS 대응의 퍼스널 컴퓨터에 A/D 변환 보드 및 측정용 소프트웨어를 탑재한 것이 사용된다. A/D변환 보드는 도 9의 A/D변환기(31)와 D/A변환기(32)를 포함하고 있다. A/D 변환기(31)는 12비트 64채널이고, D/A변환기(32)는 12비트 8채널이다.
측정용 소프트웨어는 자극신호부여의 조건이나 얻어진 검출신호의 기록조건을 설정하기 위한 소프트웨어를 포함하고 있다. 이 측정용 소프트웨어에 의해 컴퓨터(30)는 세포에 자극신호를 부여하는 수단과, 세포에서 검출된 신호를 처리하여 비교하는 수단을 구성할 뿐만 아니라, 화상검출수단(20) (SIT 카메라 및 화상 파일장치)이나 세포배양수단(40)의 제어를 지배한다. 이하에 측정용 소프트 웨어의 주요 양태를 화면마다 설명한다.
파라미터 설정화면에서는 키 보드 또는 마우스를 이용하여 화면상에서 자극파형을 그림으로써, 복잡한 자극조건의 설정이 가능하다. 또한, 기록조건의 설정은 입력 채널수 64, 샘플링 레이트 10KHz로 몇시간의 연속기록에 대응할 수 있도록 한다. 또한, 자극신호를 부여하는 전극이나 세포에서의 검출신호를 꺼내는 전극의 지정에 관해서는 화면상에 표시된 현미경상을 마우스나 펜으로 지시함으로써 지정할 수 있도록 한다. 그 외, 세포배양수단(40)의 온도나 pH 등의 모든 조건의 설정 및 환경조정수단(50)의 밸브의 대체나 펌프의 온, 오프 또한 펌프의 유속등의 모든 조건의 설정을 키 보드를 이용하여 행할 수 있다.
기록화면에서는 세포에서 검출된 자발활동전위 또는 유도전위를 리얼타임으로 최대 64채널 표시한다.
이상과 같은 컴퓨터(30)에서 자극신호가 출력될 경우, 이 자극신호는 D/A변환기(32) 및 전기적 특성을 검출하는 수단(10)에 포함되는 아이소레이터(isolator)(BAK ELECTRONICS사제 BSI-2상당품) (10b)을 거쳐 세포에 주어진다. 즉, 일체화 세포 설치기(1)의 64개의 미소전극(11)중 선택된 2점사이에 자극신호가 인가된다. 그리고 각 미소전극(11)과 GND레벨(배양액의 전위)와의 사이에 발생하는 유발전위는 64채널분의 고감도증폭기(일본광전 AB-610J상당품)(10a) 및 A/D 변환기(31)를 거쳐 컴퓨터(30)에 입력된다.
다음에, 세포배양수단(40)에는 온도조절기(41)와, 공기 및 이산화탄소의 혼합가스를 공급하는 수단(42)이 구비되어 있다. 실제로는 Medical Systems 사제의 마이크로 인큐베이터 PDMI-2상당품과 온도 콘트롤러TC-2-2상당품, 그리고 CO2범(bomb)등을 이용하여 세포배양수단(40)이 구성된다. 이 마이크로 인큐베이터는 펠티에(peltier) 소자에 의해 0~50℃의 온도범위로 제어할 수 있고, 액송속도 3.0mL/min 이하, 급기속도 1.0mL/min이하로 대응할 수 있다. 혹은 온도 콘트롤러를 내장하는 마이크로 인큐베이터(올림퍼스사제 IMT2-IBSV 상당품)을 이용해도 된다.
그리고, 환경조정수단(50)에는 용액병(51), 용액병(52), 밸브(53), 펌프(54) 및 펌프(55)가 구비되어 있다. 용액병(51)에는 통상의 배양에 이용하는 배양액이 용액병(52)에는 상기 배양액에 임의의 화학물질을 임의의 농도로 용해한 용액, 즉 시료용액이 들어가 있다 밸브(53)를 교체함으로써, 일체화 세포 설치기(1)에 펌프(54)로 송액되는 용액을, 배양액 혹은 시료용액중 어느쪽에 설정하는 것이 가능하다. 그리고 펌프(54)와 같은 유속으로 설정되고, 또한 동기하여 작동하는 펌프(55)가 일체화 세포 설치기(1)내의 용액을 흡인한다. 이와 같이 하여 일체화 세포 설치기(1)내의 용액량을 항상 일정하게 유지하면서 용액의 조성을 변화시키는 것이 가능하다.
또한, 이상 설명한 장치는 일체화 세포 설치기를 1개 구비한 예인데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 유리 플레이트상에 다수의 일체화 복합전극을 형성하고, 또한, 상기 전극상의 각각에 폴리스틸렌틀 또는 유리틀을 다수 형성해도 된다. 이와 같이 멀티 어레이화한 일체화 세포 설치기를 구비하는 장치에서는 한번에 다수의 조직 또는 세포를 처리할 수 있기 때문에, 측정의 대폭적 효율화를 도모하는 것이 가능해지고, 대량의 샘플처리가 필요해지는 약품의 스크리닝 장치로써 최적이 된다.
도 14에 일체화 복합전극을 세로 3×가로 4(계 12개) 형성하여 멀티 어레이화한 예를 도시한다. 도시하는 바와 같이, 세로 84㎜, 가로 127㎜, 두께 1.1㎜의 투명 파이렉스 유리로 이루어지는 기판상에 미소전극(11) 및 그 인출패턴(12) (도 3 참조)을 세로 3×가로 4(계 12개) 배열하고, 멀티 어레이화한 일체화 복합전극(이하, 멀티 어레이라고 생략한다) (60)를 구성했다. 각 패턴의 중앙부는 도 3에 도시한 단체(單體)의 일체화 복합전극(2)과 같고, 64개의 미소전극(11)이 8×8의 매트릭스상으로 형성되며, 각 미소전극에는 인출패턴(12)이 접속되어 있다. 전극사이즈(50㎛각) 및 전극의 중심간 거리(150㎛)는 일체화 복합전극(2)과 같다. 또한, 동 도면에 있어서, 일부분에만 미소전극(11), 인출패턴(12) 및 전기접점(61)을 구체적으로 기재하고, 다른 부분은 생략하여 기재한다.
각 패턴의 4변에는 각각 16개, 계 64개의 전기접점(61)이 형성되며, 이들의 전기접점(61)과 패턴 중앙부의 64개의 미소전극(11)이 1대 1로 대응하도록 인출패턴(12)으로 접속되어 있다. 각 변의 16개의 전기접점(61)은 멀티 어레이(60) 전체의 사이즈를 취급이 용이한 사이즈(세로 84㎜, 가로 127㎜)로 하기 위해 피치 0.635㎜로 배열하는 점이 일체화 복합전극(2)과는 다르다.
도시하는 바와 같이, 본 멀티 어레이(60)에서는 동일의 패턴을 세로3×가로 4의 매트릭스상으로 배치함으로써, 모든 인출패턴(12)의 길이는 대략 일정하다. 이 때문에 인출패턴(12) 부분에 관한 저항치도 대략 일정하게 되고, 전기생리측정에 적당한 멀티 어레이(60)를 얻는 것이 가능하다. 이에 반해 예를들면 미소전극(11)에 대해서는 도 14와 같은 위치에 배치하고, 모든 전기접점(61)에 대해서는 파이렉스 유리기판의 단부에 배치하고, 양자를 1대1로 접속하도록 인출패턴(12)을 배설하면, 기판주변부에 위치하는 미소전극(11)에서의 인출 패턴(12)과 기판중앙부에 위치하는 미소전극(11)에서의 인출패턴(12)에서는 길이에 큰 차가 생긴다. 이 때문에 인출패턴(12)의 저항에 큰 차가 생겨, 전기생리측정에는 적합하지 않다.
이상과 같이 계 12개의 미소전극(11) 및 그 인출패턴(12)을 배설한 파이렉스 유리 기판상에, 다시 12개의 내경 10㎜, 외형 12㎜, 높이 10㎜의 원통상 유리 또는 폴리 스틸렌틀(62)을 실리콘계 장착제를 이용하여 접착한다. 이 원통상 유리 또는 폴리 스틸렌틀(62)은 각 패턴 중심, 즉 64개의 미소전극(11)의 중심부와 중심을 맞춘 상태로 고정되며, 틀의 내측이 세포 설치부에 상당한다.
멀티 어레이(60)의 미소전극(11) 및 그 인출패턴(12)의 형성법은 상술한 일체화 복합전극(2)의 경우와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
멀티 어레이용 홀더는 일체화 복합전극(2)용의 홀더(3), (4) (도 1, 도 2, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8 참조)와 마찬가지로 일체화 복합전극을 상하에서 끼워 고정하는 2분할 홀더이다. 멀티 어레이용 홀더에서는 멀티 어레이(60)의 미소전극(11) 및 그 인출패턴(12) 또한 전기접점(61)의 위치나 개수에 대응하는 각부 치수나 접촉금구(9) (도 7 참조)의 개수 및 배치등에 개선이 가해지는데, 멀티 어리에(60)를 가지는 64×12(계 768)개의 전기접점(61)과 전기적인 접속을 취하기 위한 구성은 홀더(3), (4)와 같다.
도 15에는 멀티 어레이(60) 및 멀티 어레이용 홀더를 고정하는 멀티 어레이용 프린트 배선판(70)을 상면에서 본 도면을 도시한 (멀티 어레이(60)를 장착한 상태의 도면을 도시했다). 멀티 어레이용 프린트 배선판(70)은 멀티 어레이(60) 및 멀티 어레이용 홀더를 고정함과 동시에 멀티 어레이의 미소전극(11)에서 인출패턴(12), 전기접점(61), 그리고 접촉금구(9)에 이르는 전기접속을 다시 커넥터를 통하여 외부로 인출하는 역할을 담당한다. 멀티 어레이(60) 및 멀티 어레이용 커넥터를 멀티 어레이용 프린트 배선판(70)에 고정하고 또한 전기적으로 접속하는 방법은 상술한 일체화 복합전극(2)과 홀더(3), (4)를 프린트 배선판(5) (도 1, 도 2 및 도 8 참조)에 고정하고 또한 전기적으로 접속하는 방법과 같다.
멀티 어레이용 프린트 배선판(70)의 4변 에지부(70b)에는 양면 에지 커넥터용의 1.27㎜피치의 전기접점(70d)이 형성되며, 이들 전기접점(70d)과 접촉금구(9)의 핀부(9a) (9a) (도 7 참조)가 인출패턴(70c)으로 접속된다. 핀부(9a)는 2열 지그재그상으로 배설되어 있고, 내측열은 표면측의 전기접점(70d)에 접속되며, 외측열은 이면측의 전기접점(70d)에 접속된다. (도 15는 상면에서 본 도면이기 때문에, 표면측의 전기접점(70d)만이 보인다). 전기접점(70d)의 수가 다수이기 때문에, 멀티 어레이용 프린트 배선판(70)의 표리양면만을 이용하여 인출패턴(70c)을 배설하는 것은 스페이스의 관계상 곤란하다. 그래서, 멀티 어레이용 프린트 배선판(70)에는 다층구조를 가지는 배선판을 사용했다. 도 15에는 제 1층의 인출패턴(70c)을 도시했다. 도시하는 바와 같이 제 1층에서는 내측열의 핀부(9a)의 다른 일부(1변에 붙은 3개의 핀부(9a))에서 인출패턴(70c)을 배설한다. 마찬가지로 제 2층에서 제 6층까지 3개 내지 2개의 핀부(9a)에서의 인출패턴(70c)을 순차 배설하면 용이하게 인출패턴(70c)의 배설이 가능하다.
이상과 같이 구성된 멀티 어레이화 일체화 복합전극(81)을 이용하여 구성한 세포전위 측정장치의 적당한 실시예를 도 16에 도시한다. 본 실시예의 측정장치는 상술한 멀티 어레이화 일체화 복합전극(81)과, 이 멀티 어레이화 일체화 복합전극(81)에 셋트된 세포를 광학적으로 관찰하기 위한 도립현미경을 포함하는 광학적 관찰수단과, 세포에의 자극신호를 부여하는 수단 및 세포에서의 출력신호를 처리하는 수단을 포함하는 데이터 기록 서브 시스템(82)과, 데이터 기록 서브 시스템(82)을 제어하는 메인 콘트롤러(83)와, 임의의 약제를 송액, 혹은 배액하는 시스템(84)과, 각 웰(well)에서 추출되는 전 채널만큼(본 실시예의 경우는 64채널분이므로 64채널분이라고 기술한다)의 아나로그 전기신호를 증폭하는 전기신호 증폭장치(85)와, 각 웰의 64채널분의 자극전기신호를 생성하는 아이소레이터(86)를 구비한다.
여기서, 데이터 기록 서브 시스템(82)은 각각의 웰 전용에 설치된 64채널분의 아나로그 전기신호를 디지털 변환하고, 그 디지털 변환된 데이터의 기록 및 판독을 행하며, 또한 64채널분의 자극신호를, 디지털 데이터를 근거로 아나로그 전기신호로 출력하는 것이 가능한 장치이고, 64채널의 A/D 변환장치와, 64채널의 D/A 변환장치와 자기 디스크 또는 광디스크 또는 자기 테이프등의 데이터 기록장치와, 이들 A/D 변환장치와 D/A변환장치와 데이터 기록장치를 제어하는 콘트롤러로 구성되어 있다. 이 데이터 기록 서브 시스템(82)에 다시 표시 디스플레이를 붙이고 개별의 동작상황을 확인할 수 있다. 메인 콘트롤러(83)는 각각의 웰 전용에 설치된 데이터 기록 서브 시스템(82)을 집중적으로 관리하고, 제어를 행하는 장치이고, 각각의 데이터 기록 서브 시스템(82)의 동작환경의 설정 및 부속 디스플레이에 의해 기록한 데이터의 표시를 행한다.
그리고 도시하는 바와 같이, 유리틀 또는 폴리스틸렌틀로 독립한 전극군이 존재하는 멀티 어레이화 일체화 복합전극(81)의 각 웰에 시험대상조직 또는 세포를, 예를들면 후술하는 배양법 실시예에 표시하는 방법으로 배양할 수 있다. 또한, 물리화학적 배양변화는 도 17에 도시하는 송배액 시스템에 의해 행할 수 있다. 이 송배액 시스템은 24개의 송액 펌프(PI)와 12개의 배액 펌프(PO)를 구비하고, 각 웰에 송액 펌프 2개와 배액 펌프 1개가 연결되어 있다. 이 송배액 시스템은 도 15의 프린트 배선판(70)의 위에 덮어씌움으로써 각 웰에 2종류의 임의의 약품농도의 시험액을 무균적으로 임의량 송액할 수 있고, 약품의 효과를 전기생리학적으로 검사할 수 있다. 또한 무균적으로 배액할 수도 있다. 송액 펌프에는 밸브가 구비되어 있으므로, 각 펌프에서 임의로 2종류의 액을 보내는 것도 가능하고, 계 4종류의 시험액을 검사할 수 있다. 각 펌프의 송배액량 및 밸브의 개폐는 메인 콘트롤러(83)에 의해 제어된다.
다음에, 각 웰에서 추출되는 전기신호의 기록, 각 웰에 부여되는 전기자극신호의 생성을 행할 시의 동작에 대해 설명을 한다.
메인 콘트롤러(83)와 각각의 데이터 기록 서브 시스템(82)은 상호 통신가능한 버스에 의해 접속되며, 메인 콘트롤러(83)는 각각의 데이터 기록 서브 시스템(82)에 대해 개별로 데이터 기록의 파라미터(샘플링 속도, 샘플링 시간, 샘플링 간격, 샘플링 채널) 및 데이터 기록 개시나 정지등의 설정을 행하고, 각 웰로의 자극파형의 데이터를 송신할 수 있다. 이 때에 각 파라미터의 설정방법은 단일의 웰에서 행할 시와 같게 설정가능하고, 또한 전체 웰분을 동시에 행할 수 있도록 되어 있다. 이것은 단일의 웰의 경우의 설정화면을 웰수만큼 가지는 멀티 윈도우를 구축함으로써 쉽게 실현 가능하다. 이 설정에 따라 데이터 기록 서브 시스템(82)은 각각이 독립으로 메인 콘트롤러(83)에서의 명령에 따라 A/D 변환의 동작을 행하고, 각 웰에서의 전기신호의 기록 및 각 웰로의 자극파형의 출력을 행할 수 있는 것은 단일의 웰의 경우와 마찬가지이다.
이 때, 각 데이터 기록 서브 시스템(82)은 자신의 콘트롤러에 의한 제어하에 놓여지므로, 메인 콘트롤러(83)로의 부하는 없고, 또한 많은 웰을 동시에 제어할 경우에 있어서도 메인 콘트롤러(83)에 과잉의 부하가 걸리지 않는다. 또한 메인 콘트롤러(83)에 임의로 지정한 데이터 기록 서브 시스템(82)에서 데이터를 순차 송신시키고, 단일의 웰시에 행했던 데이터 처리를 메인 콘트롤러(83)에 의해 같게 행할 수 있다.
이상과 같은 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치를 이용하여, 실제로 일체화 세포 설치기상에서 배양된 조직 또는 세포에 물리화학적 환경의 변화를 가하고, 그 전후에서의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성의 변화를 측정한 실시예에 대해 이하에 설명한다.
[실시예 1]
신경조직으로써 쥐의 대뇌피질의 절편을 이용하여, 후술하는 배양법 실시예에 도시하는 방법으로 배양했다. 또한, 물리화학적 환경변화로써는 배양액중에 각성제의 일종인 메탄 페타민을 가했다. 또한 조직 또는 세포의 물리화학적 특성으로써는 세포의 전기생리학적 특성 즉 자극신호를 부여했을 시의 유발전위를 측정했다.
또한, 세포의 배양에 앞서, 일체화 복합전극(2)의 각 미소전극(11)과 세포와의 접착성을 높히는 목적으로, 일체화 복합전극(2)의 표면을 두께 50㎛이하의 콜라겐 겔로 덮었다. 그리고, 코라겐 겔상에, 또한 미소전극(11) 상에 위치하도록 쥐의 대뇌피질의 절편(두께 500㎛이하)을 놓고 배양했다. 도 10에 배양 6일째에 배양중에 각종 농도의 메탄 페타민을 가하여 30분 경과후에 측정한 유발전위를, 도 11에 배양 3일째에 메탄 페타민을 가하여 3일후에 측정한 유발전위를, 각 메탄 페타민 첨가전의 유발전위와 함께 도시한다. 즉 도 10은 메탄 페타민의 급성효과를 표시하는 도 11은 만성효과를 표시한다.
급성효과에 대해서는 (도 10 참조), 0.1mM의 메탄 페타민은 유발전위에 영향을 미치지 않았다. 0.5mM의 메탄 페타민을 첨가하면 유발전위는 진폭이 조금 작아지고, 1mM에서는 유발전위는 거의 소멸했다. 그 후, 용액중의 메탄 페타민을 제거하여 통상의 배지조성으로 되돌린바, 유발전위는 거의 원래의 상태로 복귀했다. 또한, 도 10에 있어서, 도 10(a)는 메타페민 첨가전, 도 10(b)은 메타페민 0.1mM 첨가, 도 10(c)은 메타페민 0.5mM 첨가, 도 10(d)은 메타페민 1mM 첨가, 도 10(e)은 메타페민 제거후의 각각의 상태를 도시한다.
만성효과에 대해서는 (도 11 참조), 0.1mM의 메탄 페타민의 첨가에 따라 유발전위는 완전하게 소멸했다. 이 농도는 급성적으로는 유발전위에 영향을 미지지 않은 농도이다. 또한, 그 10분의 1의 농도인 0.01mM이어도 역시 유발전위는 소멸했다. 또한, 메타 페타민을 제거해도 유발전위는 복귀하지 않았다. 또한, 도 11에 있어서 도 11(a)는 메타페민 첨가전, 도 11(b)는 메타페민 0.01mM 첨가, 도 11(c)는 메타페민 0.1mM 첨가의 각각의 상태를 도시한다.
[대뇌피질 배양법 실시예]
(1) 배지
덜벳 개변 이글 배지와 햄 F12배지의 1:1 혼합배지(GIBCO Co., LTD. 430-2500EB)에 이하의 첨가물을 가하여 이용했다.
* 글루코스(glucose, GIBCO 820-5023IN) 2.85㎎/L
(상기 배지에 원래 포함되는 것과 합추어 토탈 6㎎/L로 된다)
* 프트레신(putrescine, SIGMA Co. LTD. P5780) 100μM
* 프로제스테론(progesterone, SIGMA P8783) 20nM
* 하이드로콜티존(hydrocortisone, SIGMA H0888) 20nM
* 아세렌산 나트륨(sodium selenite, WAKO Co, LTD. 198-0319) 20nM
* 인슐린(insulin, SIGMA 16634) 5㎎/L
* 트랜스퍼린(transferrin, SIGMA T1147) 100㎎/L
* 중탄산 나트륨 2.438㎎/L
* 1N HC1 또는 1N NaOH를 적당량 가하고, pH 7.4로 조정한다.
이상의 첨가물을 가하여 여과 살균한 후, 4℃로 보존하여 사용에 구비했다. 이하, 본 배지를 단순히 [배지]라고 부른다.
(2) 일체화 복합전극상의 웰의 구성
일체화 복합전극(2)상에서의 신경세포 또는 신경조직의 배양 편의를 도모하기 위해, 내경 22㎜, 외경 25㎜, 높이 10㎜의 폴리 스틸렌제 또는 유리제의 원통틀(6)을, 이하에 기재하는 방법으로 접착했다.
(a) 폴리스틸렌제 또는 유리제의 원통틀(6) (내경 22㎜, 외경 25㎜, 높이 10㎜)의 하면에 1액성 실리콘계 접착제(다우코닝 891 또는 信越화학 KE-42RTV)를 필요 충분량 도포한다.
(b) 일체화 복합전극(2)의 중심과 폴리스틸렌제 또는 유리제의 원통틀(6)의 중심이 일치하도록 주의하면서 양자를 접착한다.
(c) 먼지가 들어가기 어려운 환경에서 24시간 방치함으로써, 접착제를 고화시킨다.
(d) 70% 에탄올에 5분간 담근 후 클린 벤치내에서 바람에 건조시킴으로써 균을 줄이고, 일체화 복합전극(2)의 표면의 처리에 구비한다.
(3) 일체화 복합전극(2)의 표면의 처리
일체 화 복합전극(2)의 표면의 세포 접착성을 높히기 위해, 이하의 방법으로 일체화 복합전극(2)의 표면에 콜라겐 겔을 구성했다. 이하의 조작은 전체 무균적 분위기하에서 행했다.
(a) 이하의 A, B, C의 용액을 준비하고, 빙냉(氷冷) 해 둔다.
A. 0.3vol.% 희소염산 콜라겐 용액(pH3.0, 新田 젤라틴 Cellmatrix Type I-A)
B. 덜벳 개변 이글 배지와 햄F12 배지의 1:1 혼합배지(GIBCO 430-2500EB)에 중탄산 나트륨을 가하지 않고, 통상 사용할 시의 10배 농도의 액을 만들어, 여과 감균한 것.
C. 0.05N 수산화 나트륨 용액 100mL에 대해, 중탄산 나트륨 2.2g, HEPES(GIBCO 845-1344IM) 4.77g을 녹여 여과 감균한 것.
(b) 냉각하면서 A, B, C액을 8:1:1의 비율로 혼합한다. 이 때, A와 B를 잘 혼합한 후에 C를 가하고, 다시 혼합한다.
(c) 미리 4℃정도로 냉각해 둔 일체화 복합전극(2)의 웰내에 (b)이 혼합용액 1mL을 분주(分注)하고, 일체화 복합전극(2)의 웰내의 표면을 남김없이 덮은 후, 유리 파스퇴르 피펫으로 혼합용액을 가능한한 제거한다. 이 조작에 의해 두께 50㎛이하의 혼합용액의 피막이 구성된다.
(d) 혼합용액 피막을 구성한 일체화 복합전극(2)을 37℃에서 30분간 따뜻하게 함으로써 혼합용액 겔화 시켜, 콜라겐 매트릭스를 구성한다.
(e) 일체화 복합전극(2)의 웰내에 감균수 1mL을 가하고, 약 5분간 방치한 후 제거함으로써 세정을 행한다.
(f) (e)의 조작을 앞으로 2회(계 3회) 반복한다.
(g) 일체화 복합전극(2)의 웰내에 덜벳 개변 이글 배지와 햄FH12 배지의 1:1 혼합배지(GIBCO 430-2500EB)에 상기의 첨가물을 가한 것(다만 인슐린과 트랜스퍼린을 제외한) 1mL을 분주하고, 온도 37℃, 상대온도 97% 이상, CO2농도 5%, 공기농도 95%로 유지한 CO2인큐베이터내에 보존하고, 사용에 구비한다.
(4) 신경세포 또는 신경조직의 배양
배양형태는 크게 2종류로 나누어진다. 즉, 신경세포의 분산배양과 신경조직의 기관배양이다. 이하, 각각에 대해 기술한다.
(4-1) 쥐의 대뇌피질 시각의 신경세포의 분산배양법
이하의 조작은 모두 무균적 분위기하에서 행했다.
(a) 임신 후 16~18일을 경과한 SD 쥐의 어린 쥐의 뇌를 적출하여, 빙냉한 행크스 평균염액(GIBCO 450-1250EB)에 담근다.
(b) 빙냉 행크스 평균염액안의 뇌에서 시각피질을 잘라내고 이글최소필수배지(GIBCO 410-11OOEB) 액안으로 옮긴다.
(c) 이글 최소 필수배지액안에서 시각피질을 가능한한 가늘게 최대라도 0.2㎜각이 되도록 절단한다.
(d) 가늘게 절단한 시각피질을 원심분리용 시험관에 넣고, 칼슘 및 마그네슘을 포함하지 않는 행크스 평균염액으로 3회 세정한 후, 적당량의 같은 용액안에 분산한다.
(e) 상기 (d)의 원심분리용 시험관 안에 0.25%의 트립신을 용해한 칼슘 및 마그네슘을 포함하지 않는 행크스 평균용액을 가하고, 전체량을 배로 한다. 천천히 교반하면서 37℃에서 15분간 상온상태로 유지하고, 효소반응을 행하게 한다.
(f) 상기 (1-1)에서 도시한 배지(첨가물 포함 이하 [배지]라고 칭한다)에 다시 10vol.%의 어린 소의 혈청을 가한 것을 상기 (e)를 거친 원심분리용 시험관안에 가하고, 전체량을 다시 배로 한다. 선단을 버너로 데워 구경을 작게 한 유리 파스퇴르 피펫으로 천천히 피펫팅을반복(최대 20회 정도), 개개의 세포를 단리한다.
(g) 9806.65m/sec2(즉 100g)로 5분간 원심분리를 행했다. 원심분리 종료후, 상청(上淸)을 버리고, 침전을 5%의 어린 소의 혈청을 포함하는 배지에 현탁한다.
(h) 상기 (g)를 앞으로 2회(계 3회) 반복한다.
(i) 최종적으로 얻어진 침전을 5vol.%의 어린 소의 혈청을 포함하는 배지에 현탁하고, 현탁액 중의 세포농도를 적혈구 계수판을 이용하여 계측한다. 계측후, 같은 배지를 이용하여 세포농도가 2~4×106개/m이 되도록 조정한다.
(j) 상기 (1-3)의 처리를 거친 후 CO2인큐베이터내에 보존해 둔 일체화 복합전극을 추출하고, 웰내의 배지(다만, 인슐린 및 트랜스퍼린을 포함하지 않는다)를 제거하고, 새롭게 5vol.%의 어린 소의 혈청을 포함하는 배지 500μL을 분주한다. 또한, (i)의 세포농도 조정후의 세포현택액 100μL을 천천히 가하고, 다시 CO2인큐베이터내에 정치(靜置)한다.
(k) 상기 (j)의 조작에서 3일후에 배지의 반량을 새로운 것으로 교환한다. 교환하는 배지는 어린 소의 혈청을 포함하지 않는 배지를 이용했다. 어린 소의 혈청의 농도를 낮게함으로써, 신경세포 이외의 세포(예를들면 neuroglia 세포)의 증식을 억제한다.
(I) 이후 1~2일마다 상기와 같은 배지교환을 행한다.
(4-2) 쥐의 대뇌피질 절편 배양법
(a) 생후 2일째의 SD 쥐에서 뇌를 추출하고 빙냉한 0.25vol.% D글루코스를 넣은 행크스 평균염액에 담근다.
(b) 빙냉한 0.25vol.% D-글루코스를 넣은 행크스 평균염액안에서 뇌에 부착해 있는 뇌막을, 대뇌피질을 상처힙히지 않도록 주의하면서 앞이 뾰족한 핀셋을 이용하여 제거한다.
(c) 뇌막을 제거한 대뇌피질의 편측의 뇌들보에서 500㎛ 정도의 곳을 안과수술용의 작은 가위를 이용하여 뇌들보를 따라 후두엽측에서 전두엽측을 향해 절단한다.
(d) 이어서, 안과수술용의 작은 가위를 이용하여, (c)의 절단면에 수직으로 200~300㎛의 두께로 대뇌피질을 절단하여 절편을 만든다.
(e) 다시, 안과수술용의 작은 가위를 이용하여 절편의 크기를 1×1㎜정도로 조정한다.
(f) 상술한 [(3)일체화 복합전극(2)의 표면의 처리]에서 준비해 둔 일체화 복합전극을 CO2인큐베이터에서 추출하여 크기를 조정한 대뇌피질 절편을 구경 2㎜ 이상의 피펫으로 상처입히지 않도록 천천히 취급하여 일체화 복합전극(2)의 웰안으로 옮긴다.
(g) 버너로 데운 선단을 평평하게 한 파스퇴르 피펫을 이용하여, 대뇌피질 절편을 상처입히지 않도록 주의하면서, 피질의 층구조가 상면을 향하고 미소전극(11) 상에 위치하도록 조정한다.
(h) 대뇌피질 절편을 일체화 복합전극(2)상에 얹은 후, 배지의 량을 조정하고, 절편의 저면이 배지에 접촉, 상면이 외기에 닿는 상태로 한다.
(i) 배지량의 조정후, 일체화 복합전극(2)을 감균 페트리접시(petri dish)에 넣고 배지의 건조를 막기위해 37℃의 감균수 약 5mL을 페트리 접시에 분주하고, 다시 CO2인큐베이터내에 정치한다.
(j) 이후, 배지의 양에 주의하고, 매일 1회의 배지교환을 행했다. 배지의 양에 대해서는 상기 (i)와 같게 한다.
이 예에 의하면 메타 페타민이 세포에 대해 어느 정도 효과를 가지는가를 전기적, 시각적으로 포착하는 것이 종래, 약품의 스크리닝으로써 매우 좋은 효과를 얻을 수 있었다.
[실시예 2]
다음에, 신경조직 이외의 측정대상으로써 쥐의 심장절편(조직)에 대해 측정한 예를 도시한다. 상기 심장절편은 후술의 방법으로 배양했다.
또한, (i) 아세틸콜린을 배지에 첨가하는 전후, 또는 (ii) 아드레날린을 배지에 첨가하는 전후의 2개의 조건하에, 자발적 활동전위의 변화를 기록했다. 배지는 상기 실시예 1과 같은 것을 사용했다. 일체화 복합전극(2)의 구조 및 표면처리는 상기 실시예 1과 같게 했다. 배양에 앞서, 조직(세포)과 일체화 복합전극(2) 중의 각 미소전극(11)과의 접착특성을 향상시키기 위해, 일체화 복합전극(2)의 표면을 콜라겐 겔(두께 50㎛이하)로 덮었다. 그리고 상기 콜라겐 겔상에서 미소전극(11)이 위치하는 개소에 쥐의 심장절편을 놓고 배양했다. 상기 쥐의 심장절편은 동방결절 또는 방실결절이 포함되도록 조제했다.
도 12(a)와 도 12(b)에 배양 5일째에 있어서의 배지로의 아세틸콜린 첨가 전후의 상기 세포의 자발적 활동전위를 도시한다. 아세틸콜린은 동물체내에서 부교감신경의 말단에서 자극을 따라 분비되는 화학물질이고, 통상 혈압강하, 심박수의 저하, 장(腸)관수축, 골격절 수축의 작용을 가진다. 도 12(b)에 도시하는 바와 같이, 배지에 최종 농도 1mM의 아세틸콜린을 첨가한 후는 그 첨가전(도 12(a) 참조)에 비해 자발적 활동전위의 발생빈도가 명확하 저하했다.
도 13(a)와 도 13(b)에 배양 5일째의 배지로의 아드레날린 첨가전후의 상기 세포의 자발적 활성전위를 도시한다. 아드레날린은 심장의 수축을 증가시키는 작용을 하는 것이 알려져 있다. 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 배지에 최종 농도 1mM의 아세틸콜린을 첨가한 후는 그 첨가전(도 13(a) 참조)에 비해 자발적 활동전위의 발생빈도가 명확하게 상승했다.
이하에, 심장절편의 좋은 배양방법을 설명했다
[심장절편 배양예]
(1) 배지
상기 실시예 1과 같은 배지를 이용했다.
(2) 일체화 복합전극(2)상의 웰의 구성
상기 실시예 1과 같은 방법에 의해 구성했다.
(3) 일체화 복합전극(2)의 표면처리
상기 실시예 1과 같은 처리를 행했다.
(4) 심장절편의 배양방법
상기 실시예 1에 있어서의 [쥐의 대뇌피질 절편 배양법(4-2)]와 거의 같은 방법에 의해 배양을 행했다. 이하에 배양법을 상세하게 도시한다.
(a) 생후 2일째의 SD 쥐에서 심장을 추출하고, 빙냉한 0.25체적% D-글루코스 함유 행크스 평균염용액에 담근다. 이 때, 몇도인지 상기 행크스 평균염액을 교환하고, 혈액을 잘 씻어낸다.
(b) 절편중에 동방결정 및 방실결정이 포함되도록 주의깊게 심장을 절개하고, 심장절편을 조제한다.
(c) 안과수술용의 작은 가위를 이용하여 절편의 크기를 약 1×1㎜으로 한다.
(d) 상기 [(3) 일체화 복합전극(2)의 표면처리]에서 준비해 둔 일체화 복합전극(2)을 CO2인큐베이터에서 꺼내고, 크기를 조정한 심장절편을 구경 2㎜ 이상의 피펫으로 상처나지 않도록 천천히 빨아들여, 일체화 복합전극(2)의 웰안으로 옮긴다.
(e) 그 선단을 버너로 데워 평평하게 한 파스퇴르 피펫을 이용하여, 심장절편을 상처입히지 않도록 주의하면서 미소전극(11)상에 위치하도록 조정한다.
(f) 심장절편을 일체화 복합전극(2)상에 얹은 후, 배지량을 조정함으로써, 상기 절편의 저면이 배지에 접촉, 상기 절편의 상면이 외기에 닿는 상태로 한다.
(g) 배지량의 조정후, 일체화 복합전극(2)을 감균 페트리접시에 넣고, 배지의 건조를 막기 위해 37℃의 감수균 약 5mL을 상기 페트리접시에 분주하고, 다시 CO2인큐베이터내에 정치한다.
(h) 이후, 배지의 양에 주의하고, 매일 1회의 교환을 행한다. 배지의 양에 대해서는 상기 (f)와 같게 한다.
또한, 이상의 실시예에 있어서, 조직 또는 세포에 투여하는 약품으로써 메탄페타민, 아세틸콜린 또는 아드레날린을 이용했는데, 그 외, 해열제, 수면약등 별도의 약효가 있다고 생각되는 약품등의 화학물질을 이용하여 같은 측정을 행해도, 이들 화학물질이 주는 조직 또는 세포의 물리화학적 특성의 변화를 알 수 있고, 그 결과 이들 화학물질의 약품으로써의 효력을 판정할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 약품의 검사방법, 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법 및 장치는 생물개체에서 필요한 조직 혹은 세포를 살린채로 필요한 분량만큼 추출하고, 조직 또는 세포주변의 물리화학적 환경을 적당하게 조정함으로써, 환경의 변화에 의한 세포의 물리화학적 특성의 변화를 경시적으로 관찰하는데 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 약품의 검사방법, 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법 및 장치는 강한 전자장치나 자장, 종래 자연계에 존재하지 않았던 화학물질등의 인공적인 물리화학적 환경이 생물조직에 미치는 영향에 대해 명확하게 할 때, 실험효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
특히, 대량의 샘플처리가 필요해 지는 약품 스크리닝에 있어서, 본 발명의 약품의 검사방법, 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법 및 장치는 적당하게 이용 가능하다.
또한, 종래의 기술에서는 곤란했던 절편을 이용한 스크리닝을 본 발명에서는 효율좋게 행할 수 있고, 그 결과 예를들면 신경회로망의 기능을 해명하고, 또한 뇌신경계의 약제를 개발하는데 공헌할 수 있다. 또한, 본 발명은 실험에 사용하는 동물수를 줄이는데도 공헌할 수 있다.

Claims (13)

  1. 생물의 조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경의 변화가 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성에 미치는 영향을 관측하기 위한 방법으로써, 상기 생물의 조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경을 일정하게 유지하고, 다음에, 상기 물리화학적 환경을 임의로 변화시켜 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관측하고, 상기 물리화학적 환경을 변화시키는 전후에서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 비교하는 상기 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    적어도 세포배양수단, 환경조정수단, 관찰수단 및 비교수단을 포함하는 장치를 이용하여 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관찰하기 위한 방법으로써, 하기의 (A)~(E)의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법.
    (A) 상기 세포배양수단에 의해 상기 조직 또는 세포를 배양하고, 또는 상기 세포배양수단에 의해 상기 조직 또는 세포주변의 제 1물리화학적 환경을 유지하는 공정.
    (B) 상기 관찰수단에 의해 상기 제 1물리화학적 환경중의 상기 조직 또는 세포의 제 1물리화학적 특성을 관찰하는 공정.
    (C) 상기 환경조정수단에 의해, 상기 제 1물리화학적 환경에서 제 2물리화학적 환경으로 변화시키는 공정.
    (D) 상기 관찰수단에 의해 상기 제 2물리화학적 환경안의 상기 조직 또는 세포의 제 2물리화학적 특성을 관찰하는 공정.
    (E) 상기 비교수단에 의해 상기 조직 또는 세포의 상기 제 1물리화학적 특성과, 상기 조직 또는 세포의 상기 제 2물리화학적 특성을 비교하는 공정.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1물리화학적 환경에서 제 2물리화학적 환경으로 변화시키는 공정이 상기 세포배양수단에 사용된 제 1배지에서 상기 세포배양수단에 사용하는 제 2배지로 치환하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1배지 및 상기 제 2배지가 임의농도의 1개 또는 다수의 약품을 포함하는 것을 특징으로하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정방법.
  5. 생물의 조직 또는 세포를 둘러싸는 물리화학적 환경의 변화가 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성에 미치는 영향을 관축하기 위한 장치로써, 하기 (A)~(E)의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치.
    (A) 상기 조직 또는 세포를 배양하고, 또는 상기 조직 또는 세포주변의 물리화학적 환경을 유지하기 위한 세포배양수단.
    (B) 상기 조직 또는 세포의 제 1물리화학적 환경중의 물리화학적 특성을 관찰하는 관찰수단.
    (C) 상기 조직 또는 세포가 유지되는 물리화학적 환경을 조정하기 위한 환경조정수단.
    (D) 상기 환경조정수단에 의해, 제 1물리화학적환경에서 제 2물리적 환경으로 변화시켰을 때의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 관찰하는 관찰수단.
    (E) 제 1물리화학적 환경에 있어서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성과 제 2물리화학적 환경에 있어서의 상기 조직 또는 세포의 물리화학적 특성을 비교하기 위한 비교수단.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 환경조정수단이 상기 세포배양수단에 사용하는 배지에 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 첨가하는 수단과, 상기 세포배양수단에 사용된 임의의 농도의 1개 또는 다수의 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 포함하는 제 1배지에서 상기 배양수단에 사용하는 임의의 농도의 하나 또는 다수의 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 포함하는 제 2배지로 치환하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 환경조정수단이 상기 세포배양수단에 사용하는 배지에 물질을 첨가하기 위한 수단과, 상기 세포배양수단에 사용된 제 1배지에서 상기 배양수단에 사용하는 제 2배지로 치환하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 관찰수단은 조직 또는 세포의 전기 생리학적 특성의 측정을 위한 전위측정장치이고, 이 장치가 하기의 (A) 및 (B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치.
    (A) 기판상에 다수의 미소전극을 구비하고, 그 위에 상기 조직 또는 세포를 놓기 위한 세포 설치부를 구비하고, 상기 미소전극에 전기신호를 부여하고 또한 상기 미소전극에서 전기신호를 도출하기 위한 전기적 접속수단을 구비한 일체화 세포 설치기.
    (B) 상기 일체화 세포 설치기의 전기적 접속수단에 접속되는 상기 조직 또는 세포의 전기 생리학적 활동에 의해 발생하는 출력신호를 처리하기 위한 수단.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (A) 및 (B)에 추가하여 하기(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치
    (C) 상기 일체화 세포 설치기의 전기적 접속수단에 접속되는 상기 조직 또는 세포에 전기적 자극을 주기 위한 수단.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 일체화 세포 설치기를 다수 구비함으로써, 다수의 조직 또는 세포를 배양하면서 이들 물리화학적 특성을 측정하는 것이 가능한 것을 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 다수의 일체화 세포 설치기에 있어서, 다수의 조직 또는 세포의 물리화학적 환경을 개별로 조정하는 것이 가능한 환경조정수단을 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 생물의 조직 또는 세포의 물리화학적 특성 측정장치.
  12. 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 첨가되는 조직 또는 세포의 전기적 특성을 검출하는 수단을 구비하고, 또는 외부에서 상기 조직 또는 세포의 시각적 특성을 관측하기 위한 화상검출수단을 구비하며, 상기 조직 또는 세포에 상기 화학물질, 미생물 또는 바이러스를 첨가했을 시의, 상기 조직 또는 세포의 전기적 특성 또는 상기 조직 또는 세포의 시각적 특성을 특정하고, 이들 2개의 파라미터에서 첨가한 상기 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 상기 조직 또는 세포에 대해 영향이 있는지를 판정하는 약품검사방법.
  13. 화학물질, 미생물 또는 바이러스가 첨가되는 조직 또는 세포의 전기적 특성을 측정하는 전기적 측정부와, 상기 조직 또는 세포의 시각적 특성을 측정하는 시각적 특성 검출부와, 상기 전기적 특성부 및 시각적 특성 검출부의 출력에서 상기 약품이 상기 조직 또는 세포에 미치는 영향을 측정하는 약품검사장치.
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