WO2017154801A1 - 電気化学測定システム、電気化学測定装置および電気化学測定方法 - Google Patents

電気化学測定システム、電気化学測定装置および電気化学測定方法 Download PDF

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electrochemical
electrodes
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薫 平本
正博 安見
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/4833—Physical analysis of biological material of solid biological material, e.g. tissue samples, cell cultures
    • G01N33/4836—Physical analysis of biological material of solid biological material, e.g. tissue samples, cell cultures using multielectrode arrays
    • 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
    • G01N27/27—Association of two or more measuring systems or cells, each measuring a different parameter, where the measurement results may be either used independently, the systems or cells being physically associated, or combined to produce a value for a further parameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • G—PHYSICS
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    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrochemical measurement device and an electrochemical measurement method used for inspection and analysis of biological samples such as cells and tissues such as fertilized eggs.
  • Biological samples such as cells and tissues such as embryos that have been fertilized are active by transporting various substances between the inside and outside.
  • the embryo takes in surrounding oxygen into the cell by respiration, and divides inside the follicle while consuming the taken-in oxygen. Therefore, by measuring the amount of dissolved oxygen around the embryo, the growth of the embryo can be examined.
  • a method of electrically measuring a physicochemical state change that occurs in the vicinity of a biological material is known.
  • a conventional measurement system for inspecting an embryo includes a measurement plate and a measurement device.
  • the measurement plate has a plurality of wells.
  • Each well has a housing portion for housing an embryo and a plurality of electrodes provided around the housing portion.
  • the measuring device is electrically connected to a plurality of electrodes provided in the well.
  • the measuring device electrochemically measures dissolved oxygen around the embryo using a plurality of electrodes.
  • Patent Document 1 is known as a prior art document related to the present disclosure, for example.
  • the electrochemical measurement system of the present disclosure includes an electrochemical measurement plate on which the first and second biological samples are arranged, and an electrochemical measurement device connected to the electrochemical measurement plate.
  • the electrochemical measurement plate includes a first well in which the first biological sample is disposed, a first measurement electrode group including a plurality of first measurement electrodes provided in the first well, and a second A second well in which the biological sample is disposed; and a second measurement electrode group including a plurality of second measurement electrodes provided in the second well.
  • the electrochemical measurement apparatus includes a plurality of measurement circuits, a switching unit that selectively switches and connects the plurality of measurement circuits to the first measurement electrode group and the second measurement electrode group, and the plurality of first and second measurement circuits. And a controller for controlling the potential applied to the measurement electrodes.
  • This electrochemical measurement system can be miniaturized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrochemical measurement system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of an electrochemical measurement plate of the electrochemical measurement system in the embodiment.
  • FIG. 3A is a top view of the electrochemical measurement plate in the embodiment.
  • FIG. 3B is a top view of another electrochemical measurement plate in the embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the electrochemical measurement apparatus in the embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an electrochemical measurement method according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an electrochemical measurement method in the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a voltage in the operation of the electrochemical measurement system in the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a voltage in another operation of the electrochemical measurement system in the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrochemical measurement system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of an electrochemical measurement plate of the electrochemical measurement system in the embodiment.
  • FIG. 9A is a top view of still another electrochemical measurement plate in the embodiment.
  • FIG. 9B is a circuit diagram of another electrochemical measurement apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 9C is a top view of still another electrochemical measurement plate in the embodiment.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of still another electrochemical measurement device according to the embodiment.
  • the measurement plate has a plurality of wells. Each well has a plurality of measurement electrodes. Therefore, the conventional measurement system needs to have the same number of measurement circuits as the measurement electrodes in order to perform electrochemical measurement at all measurement electrodes. However, the measuring device including the same number of measuring circuits as the measuring electrodes is large in size.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrochemical measurement system 10 in an embodiment for performing electrochemical measurement of a biological sample.
  • the electrochemical measurement system 10 includes an electrochemical measurement plate 20 and an electrochemical measurement device 50.
  • the electrochemical measurement system 10 is used, for example, for measuring a lump of biological sample.
  • a lump biological sample is a cell lump such as an embryo.
  • the cell mass may be a single cell or a multicellular aggregate.
  • the embryo includes a fertilized egg before division.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the electrochemical measurement plate 20.
  • the electrochemical measurement plate 20 includes a storage portion 29 in which a liquid such as a measurement solution or a culture medium is placed, and a plurality of wells 21 and 24 provided on the bottom surface 29 a of the storage portion 29.
  • the electrochemical measurement plate 20 has a substrate 520.
  • the reservoir 29 is provided on the upper surface 520a of the substrate 520.
  • the storage unit 29 stores a plurality of biological samples 102 (1021 to 1025) and a measurement liquid 1001 having conductivity.
  • the measurement liquid 1001 is filled in the reservoir 29 and the well 21, and the biological samples 1021 to 1025 are placed in the wells 211 to 215, respectively.
  • the electrochemical measurement plate 20 can measure a plurality of biological samples 102 at a time by including a plurality of wells 21 in which a plurality of biological samples 102 are arranged.
  • the electrochemical measurement plate 20 shown in FIG. 2 has five wells 21 (211, 212, 213, 214, 215) in which biological samples are arranged.
  • the electrochemical measurement plate 20 further has a well 24 in which a biological sample is not disposed.
  • the electrochemical measurement plate 20 further has a well 24 in which a biological sample is not disposed.
  • Wells 24 and 21 (211, 212, 213, 214, 215) have bottom surfaces 24 a, 21 a (211 a, 212 a, 213 a, 214 a, 215 a) and side wall surfaces 24 b, 21 b (211 b, 212 b, 213 b, 214 b, 215 b).
  • the side wall surfaces 24b and 21b are connected to the bottom surface 29a and the bottom surfaces 24a and 21a (211a, 212a, 213a, 214a, and 215a) of the storage unit 29, respectively.
  • FIG. 3A is an enlarged top view showing a part of the wells 21 and 24 of the electrochemical measurement plate 20.
  • the well 211 has a placement portion 221 provided at the center of the bottom surface of the well 211.
  • the placement unit 221 is configured to place a biological sample.
  • the well 212 has a mounting portion 222 provided at the center of the bottom surface of the well 211.
  • the placement unit 222 is configured to place a biological sample.
  • each of the plurality of wells 21 includes a placement unit 22 on which a biological sample is placed.
  • the placement unit 22 is a recess provided on the bottom surface of the well 21 or a mark indicating the placement location.
  • the electrochemical measurement plate 20 includes a plurality of measurement electrodes 23 provided around the mounting portion 22 in the well 21.
  • the well 211 has six measurement electrodes 2311, 2312, 2313, 2314, 2315, and 2316 provided around the mounting portion 221 in the well 211.
  • the mounting portion 221 and the measurement electrodes 2311, 2312, 2313, 2314, 2315, and 2316 are separated by distances d11, d12, d13, d14, d15, and d16, respectively.
  • a distance d11 between the placement part 221 and the measurement electrode 2311 is smaller than a distance d12 between the placement part 221 and the measurement electrode 2312.
  • the distance d12 is smaller than the distance d13 between the placement portion 221 and the measurement electrode 2313.
  • the distance d13 is smaller than the distance d14 between the mounting portion 221 and the measurement electrode 2314.
  • the distance d14 is smaller than the distance d15 between the mounting portion 221 and the measurement electrode 2315.
  • the distance d15 is smaller than the distance d16 between the placement portion 221 and the measurement electrode 2316.
  • the well 212 has six measurement electrodes 2321, 2322, 2323, 2324, 2325, and 2326 provided around the mounting portion 222 in the well 212.
  • the mounting portion 222 and the measurement electrodes 2321, 2322, 2323, 2324, 2325, and 2326 are separated by distances d21, d22, d23, d24, d25, and d26, respectively.
  • a distance d21 between the placement unit 222 and the measurement electrode 2321 is smaller than a distance d22 between the placement unit 222 and the measurement electrode 2322.
  • the distance d22 is smaller than the distance d23 between the mounting portion 222 and the measurement electrode 2323.
  • the distance d23 is smaller than the distance d24 between the mounting portion 222 and the measurement electrode 2324.
  • the distance d24 is smaller than the distance d25 between the mounting portion 222 and the measurement electrode 2325.
  • the distance d25 is smaller than the distance d26 between the mounting portion 222 and the measurement electrode 2326.
  • the plurality of measurement electrodes 23 provided in one well 21 constitute one measurement electrode group.
  • Measurement electrodes 2311, 2312, 2313, 2314, 2315, and 2316 provided around the mounting portion 221 in the well 211 constitute a measurement electrode group 231.
  • Measurement electrodes 2321, 2322, 2323, 2324, 2325, and 2326 provided around the mounting portion 222 in the well 212 constitute a measurement electrode group 232.
  • the plurality of measurement electrodes 23 are arranged at different distances from the mounting unit 22.
  • the electrochemical measurement plate 20 can measure a current value corresponding to the distance from the biological sample.
  • the distance d11 at the well 211 and the distance d21 at the well 212 are equal.
  • the distance d12 in the well 211 and the distance d22 in the well 212 are equal.
  • the distance d13 in the well 211 and the distance d23 in the well 212 are equal.
  • the distance d14 in the well 211 and the distance d24 in the well 212 are equal.
  • the distance d15 in the well 211 and the distance d25 in the well 212 are equal.
  • the distance d16 in the well 211 and the distance d26 in the well 212 are equal.
  • the plurality of measurement electrodes 23 in the well 211 are provided at positions equal to the distance between the measurement electrode 23 provided in the well 212 and the mounting portion 222.
  • the measurement electrodes 23 have the same positional relationship.
  • the well 24 has a counter electrode 26 provided in the well 24 and a reference electrode 27 provided in the well 24.
  • the well 24 may not have the placement portion 22 and the measurement electrode 23.
  • FIG. 3B is a top view of another electrochemical measurement plate 20a according to the embodiment.
  • the electrochemical measurement plate 20a has a counter electrode 26a and a reference electrode 27a arranged on the bottom surface 29a of the reservoir 29 outside the wells 21 and 24, instead of the counter electrode 26 and the reference electrode 27 of the electrochemical measurement plate 20 shown in FIG. 3A.
  • a well having a mounting portion provided with a plurality of measurement electrodes 23 instead of the well 24 provided with the counter electrode 26 and the reference electrode 27 of the electrochemical measurement plate 20 shown in FIG. 3A. 21 is provided.
  • the counter electrode 26a and the reference electrode 27a are in contact with the measurement liquid.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the electrochemical measuring device 50.
  • the electrochemical measurement device 50 includes a connection unit 51, a measurement unit 52, a switching unit 53, and a control unit 54.
  • the electrochemical measurement plate 20 is installed in the connection part 51.
  • the electrochemical measurement plate 20 has an extraction electrode portion 25 connected to the measurement electrode 23, the counter electrode 26, and the reference electrode 27 via the wiring 28.
  • the connection portion 51 is provided with connection terminals 51 a connected to the measurement electrode 23, the counter electrode 26, and the reference electrode 27 via the extraction electrode portion 25 of the electrochemical measurement plate 20.
  • the measurement unit 52 has a plurality of measurement circuits 55. Specifically, the measurement unit 52 is provided with the same number of measurement circuits 55 as the measurement electrodes 23 provided in one well 21 of the electrochemical measurement plate 20. For example, when N measurement electrodes are provided around the placement unit 22 in one well 21, the electrochemical measurement device 50 includes N measurement circuits 55. Here, the number N is an integer of 2 or more. In the electrochemical measurement system 10 illustrated in FIG. 4, the number N is 6, and the measurement unit 52 includes six measurement circuits 55 (551, 552, 553, 554, 555, 556).
  • the measurement circuit 55 is, for example, an operational amplifier that measures a current value.
  • the measurement circuit 55 measures the value of the current that flows between the measurement electrode 23 and the counter electrode 26.
  • the switching unit 53 switches the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55.
  • the switching unit 53 includes the same number of switching units 56 as the plurality of measurement circuits 55 of the electrochemical measurement device 50. For example, in the case of an electrochemical measurement device 50 having N measuring circuits 55, the switching unit 53 has N switching units 56. In FIG. 4, the switching unit 53 includes six switching units 561, 562, 563, 564, 565, and 566).
  • the switching unit 56 is composed of a plurality of switch elements 57.
  • the switching unit 56 has the same number of switch elements 57 as the number of wells 21 used in the measurement of the sample in the electrochemical measurement plate 20.
  • one switching unit 56 includes M switch elements 57.
  • the switching unit 561 includes five switch elements 571, 572, 573, 574, and 575.
  • the switch element 57 may be a mechanical switch or an electromagnetic switch.
  • One measuring circuit 55 is connected to one switching unit 56.
  • a plurality of measurement electrodes 23 provided on the electrochemical measurement plate 20 are connected to a plurality of switch elements 57 provided in one switching unit 56 via a connection portion 51 and an extraction electrode portion 25, respectively.
  • Measurement electrodes 23 provided in different wells 21 of the electrochemical measurement plate 20 are connected to a plurality of switch elements 57 of one switching unit 56, respectively.
  • the switching unit 561 is connected to the measurement circuit 551.
  • the switch element 571 is connected to the measurement electrode 2311 of the well 211.
  • the switch element 572 is connected to the measurement electrode 2321 of the well 212.
  • the switch elements 573, 574, and 575 are connected to the measurement electrodes 23 of the wells 213, 214, and 215, respectively.
  • the measurement electrode 23 provided in one well 21 is not connected to the plurality of switch elements 57 of one switching unit 56.
  • the switching unit 53 shown in FIG. 4 six switching elements surrounded by a broken line among the plurality of switching elements 57 include measurement electrodes 2311, 2312, 2313, 2314, 2315, and 2316 provided in the same well 21, respectively. It is connected.
  • the control unit 54 controls the switching unit 53 so that the six switch elements 57 surrounded by the broken lines in FIG. 4 are turned on at the same time and turned off at the same time.
  • the switching unit 53 switches the switch elements ON and OFF for each group, with the switch elements 57 surrounded by a broken line as a group.
  • electrochemical measurement can be performed while sequentially switching the plurality of wells 21 in the measurement electrode 23 of the electrochemical measurement plate 20.
  • the switching unit 53 simultaneously switches the switch elements 57 in the plurality of switching units 56.
  • the switching unit 53 sets the switch element 57 so that the measurement electrode 23 of the electrochemical measurement plate 20 measured by each measurement circuit 55 of the plurality of measurement circuits 55 becomes the measurement electrode 23 provided in one well. Switch.
  • the electrochemical measurement apparatus 50 can simultaneously measure the measurement electrodes 23 provided in one well 21.
  • the electrochemical measurement device 50 can perform measurement while switching the measurement electrodes 23 simultaneously measured by the measurement circuit 55 for each well 21 under the control of the switching unit 53.
  • the measured current value may decrease. Therefore, if current values flowing in different measurement electrodes 23 at different timings in one well 21 are measured, the reference current value fluctuates, making it difficult to analyze the measured values. Moreover, there is a possibility that the accuracy of measurement may be reduced by using a fluctuating current value.
  • the electrochemical measurement system 10 can perform the electrochemical measurement in the same well 21 at the same timing, the current value can be easily analyzed and the accuracy of the electrochemical measurement can be improved. Can be improved. Furthermore, by measuring the current value while switching the measurement circuit 55 for each well 21, the number of measurement circuits 55 can be reduced, and the electrochemical measurement device 50 can be downsized.
  • the counter electrode 26 and the reference electrode 27 are connected to the control unit 54.
  • the wiring 281 between the counter electrode 26 and the control unit 54 and the wiring 282 between the reference electrode 27 and the control unit 54 are not connected to the switching unit 53. Therefore, the counter electrode 26 and the reference electrode 27 are not switched in the measurement.
  • the counter electrode 26 and the reference electrode 27 are commonly used in measurement in each well 21.
  • one switching unit 56 is connected to the measurement electrode 23 located at an equal distance from the placement part 22 of each well 21.
  • the measurement electrode 2311 of the well 211 and the measurement electrode 2321 of the well 212 are connected to the switching unit 561. Also in the wells 213 to 215, the measurement electrodes 23 arranged at positions separated from the respective placement units 22 by the distance d 1 are connected to the switching unit 561.
  • the measurement electrodes 23 located at the same distance from the mounting portion 22 in each well 21 are connected to one switching unit 56.
  • the electrochemical measurement at the measurement electrode 23 located at an equal distance from the biological sample can be performed by one measurement circuit 55, and the measurement variation for each measurement circuit 55 can be reduced. Therefore, it is possible to accurately measure a change in current value caused by the biological sample.
  • the control unit 54 controls the switching operation of the switch element 57 of the switching unit 53, the magnitude of the potential applied between the measurement electrode 23 and the counter electrode 26, the timing of applying the potential, and the like.
  • the measurement circuit 55 measures the value of the current flowing through the measurement circuit 55 by the potential applied between the measurement electrode 23 and the counter electrode 26.
  • the control circuit 54 controls the switching of the switch element 57 so that the measurement circuit 55 is connected to a specific measurement electrode 23. Thereby, the measurement circuit 55 can measure the value of the current flowing through the specific measurement electrode 23.
  • 5 and 6 are flowcharts showing the electrochemical measurement method.
  • the electrochemical measurement plate 20 is set in the electrochemical measurement device 50 as shown in FIG. Thereafter, the measurement solution 1001 is injected into the well 21 of the electrochemical measurement plate 20 so as to be in contact with the measurement electrode 23, the counter electrode 26, and the reference electrode 27 (step S01).
  • the measurement electrode 23 is stabilized (step S015). Specifically, a predetermined potential V is applied to the measurement electrode 23 of each well 21.
  • the predetermined potential V is, for example, a measurement potential Vm when measuring a biological sample.
  • a measured voltage Vm is applied between the counter electrode 26 of the measuring electrode 23, to measure the current value I 1 flowing through the measuring electrode 23 (step S02). While switching the measurement electrode 23 by switching unit 53 is connected to a measuring circuit 55 for each well 21, the measuring circuit 55 in the well 211 to well 215, one in order to measure the current value I 1 of the measuring electrode 23.
  • FIG. 7 shows the potential V applied to the measurement electrode 23 in the operation of the electrochemical measurement system 10.
  • the vertical axis indicates the potential V applied to the measurement electrode 23, and the horizontal axis indicates time.
  • the electrochemical measurement device 50 alternately applies the measurement potential Vm and the non-measurement potential Vn to the measurement electrode 23 at regular intervals. That is, the potential V applied to the measurement electrode 23 is a pulse waveform that alternately repeats the measurement potential Vm and the non-measurement potential Vn at regular intervals.
  • the measurement potential Vm is a potential applied when measuring the value of the current flowing through the measurement electrode 23 in the electrochemical measurement of the biological sample.
  • the non-measurement potential Vn is set so that no current flows through the measurement electrode 23 in a state where the electrochemical measurement plate 20 is connected to the electrochemical measurement device 50.
  • the measurement circuit 55 is connected to the N measurement electrodes 23 of the well 211 through the switching unit 53.
  • the control unit 54 applies the measurement potential Vm to the N measurement electrodes 23 in the well 211.
  • Measuring circuit 55 measures a current value I 1 which flows respectively to the N measuring electrode 23 of the wells 211 (step S021).
  • the control unit 54 applies the non-measurement potential Vn to the N measurement electrodes 23 in the well 211.
  • the switching unit 53 moves the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 211 to the measurement electrode 23 of the well 212 while the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 211. (Step S022). That is, the switching unit 53 disconnects the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 211 and connects it to the measurement electrode 23 of the well 212 in a state where the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 211. .
  • control unit 54 applies the measurement potential Vm to the measurement electrode 23 of the well 213.
  • Measuring circuit 55 measures a current value I 1 flowing through the measuring electrode 23 of the wells 213 (step S023).
  • the control unit 54 applies the non-measurement potential Vn to the N measurement electrodes 23 in the well 212.
  • the switching unit 53 moves the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 212 to the measurement electrode 23 of the well 213 in a state where the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 212. Switch to. That is, the switching unit 53 disconnects the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 212 and connects it to the measurement electrode 23 of the well 213 in a state where the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 212. (Step S024).
  • control unit 54 applies the measurement potential Vm to the measurement electrode 23 of the well 213.
  • Measuring circuit 55 measures a current value I 1 flowing through the measuring electrode 23 of the wells 213 (step S025).
  • the control unit 54 applies the non-measurement potential Vn to the N measurement electrodes 23 in the well 213.
  • the switching unit 53 moves the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 213 to the measurement electrode 23 of the well 214 while the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 213. Switch to. That is, the switching unit 53 disconnects the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 213 and connects it to the measurement electrode 23 of the well 214 while the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 213. .
  • control unit 54 applies the measurement potential Vm to the measurement electrode 23 of the well 214.
  • the measurement circuit 55 measures the current value I 1 flowing through the measurement electrode 23 of the well 214.
  • the control unit 54 applies the non-measurement potential Vn to the N measurement electrodes 23 in the well 214.
  • the switching unit 53 switches the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 214 to the measurement electrode 23 of the well 215 in a state where the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 214. Switch to. That is, the switching unit 53 disconnects the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 214 and connects it to the measurement electrode 23 of the well 215 in a state where the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 214. .
  • control unit 54 applies the measurement potential Vm to the measurement electrode 23 of the well 215.
  • Measuring circuit 55 measures a current value I 1 flowing through the measuring electrode 23 of the wells 215 (step S0210).
  • the electrochemical measuring unit 50 while sequentially switching from the well 211 to well 215, to measure the current value I 1 flowing through the measuring electrode 23 of each well.
  • the control unit 54 applies the non-measurement potential Vn to the N measurement electrodes 23 in the well 215.
  • the switching unit 53 switches the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 215 to the measurement electrode 23 of the well 211 while the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 215. (Step S0211). That is, the switching unit 53 disconnects the measurement circuit 55 from the measurement electrode 23 of the well 215 and connects it to the measurement electrode 23 of the well 211 while the non-measurement potential Vn is applied to the N measurement electrodes 23 of the well 215. .
  • the control unit 54 applies the measurement potential Vm to the measurement electrode 23 of the well 211.
  • Measuring circuit 55 measures a current value I 1 flowing through the measuring electrode 23 of the wells 211 (step S021). As shown in FIG. 7, the control unit 54 repeatedly measures the current value I 1 in the periods P1 to P5 a plurality of times.
  • FIG. 8 shows the potential V applied to the measurement electrode 23 in another operation of the electrochemical measurement system 10.
  • the vertical axis represents the potential V applied to the measurement electrode 23, and the horizontal axis represents time.
  • the control unit 54 applies a potential V having a pulse waveform that alternately repeats the measurement potential Vm and the non-measurement potential Vn at regular intervals to the measurement electrode 23 in the periods P1 to P5.
  • the switching unit 53 does not perform the switching operation.
  • the switching unit 53 performs a switching operation.
  • one biological sample is introduced and placed on the placement part 22 of each well 21 of the electrochemical measurement plate 20 (step S03). It is preferable to introduce the biological sample without applying the measurement potential Vm. More preferably, the biological sample may be introduced in a state where a potential at which no current flows to the electrochemical measurement device 50, that is, a non-measurement potential Vn is applied.
  • step S04 a measured voltage Vm is applied to measure the current value I 2 flowing through the measuring electrode 23 (step S04).
  • step S02 similarly to the measurement of the current value I 1 at (steps S021 ⁇ S0210), while switching the measuring electrode 23 connected to the measuring circuit 55 by the switching unit 53 for each well 21, the measuring circuit 55 The current value I 2 flowing through the measurement electrode 23 is measured in order for each of the wells 211 to 215.
  • step S05 After measuring the current value I 2 at step S04, it takes out a biological sample from the well 21 (step S05).
  • the biological sample it is preferable not to apply the measurement potential Vm. More preferably, the biological sample may be taken out with the non-measurement potential Vn applied.
  • the measurement potential Vm is applied to each well 21 as in step S02 (steps S021 to S0210), and the current value I 3 flowing through the measurement electrode 23 is measured (step S02).
  • the measurement circuit 55 switches the current value I to each of the wells 211 to 215 in order while switching the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 by the switching unit 53 for each well 21. 3 is measured.
  • the state of the biological sample is determined using the current values I 1 , I 2 , and I 3 (step S07). For example, when examining the state of the embryo, the dissolved oxygen concentration around the embryo is calculated using the current values I 1 , I 2 , and I 3 . By determining the dissolved oxygen concentration around the embryo, the active state of the embryo can be known.
  • the measured current value may vary with time. Therefore, when switching and measuring a plurality of measurement electrodes corresponding to one biological sample, it is difficult to accurately measure the state of the biological sample because the reference current value differs depending on the measurement timing. Therefore, it is preferable that the measurement with a plurality of measurement electrodes corresponding to one biological sample is measured at the same timing. As in the electrochemical measurement system 10 in the embodiment, the accurate state of the biological sample can be measured by measuring the current value at the same timing.
  • the switching unit 53 When all of the plurality of wells 21 are not used for measurement, that is, when the plurality of wells 21 include wells into which a biological sample is not introduced, the switching unit 53 only includes the well 21 that is used for measurement after the biological sample is introduced. Thus, the measurement circuit 55 and the measurement electrode 23 may be switched. Specifically, for example, when a biological sample is introduced into the three wells 211, 213, and 215 of the electrochemical measurement plate 20, the switching unit 561 of the switching unit 53 turns on and off the switch elements 571, 573, and 575. The switching and switching elements 572, 574 are kept off. In the switching units 562 to 566, the switching elements are controlled in the same manner as the switching unit 561.
  • the electrochemical measurement method according to the present disclosure by using the same number of measurement circuits 55 as the measurement electrodes 23 provided in one well 21, the current flowing through the measurement electrodes 23 provided in the same well 21 is transmitted at the same timing. Can be measured. Therefore, electrochemical measurement of a biological sample can be performed with high accuracy.
  • the electrochemical measurement system 10 includes the electrochemical measurement plate 20 on which the biological samples 1021 and 1022 are arranged, and the electrochemical measurement device 50 connected to the electrochemical measurement plate 20.
  • the electrochemical measurement plate 20 includes wells 211 and 212, a measurement electrode group 231 provided in the well 211, and a measurement electrode group 232 provided in the well 212.
  • the well 211 is provided with a placement portion 221 on which the biological sample 1021 is placed.
  • the measurement electrode group 231 includes N (N is an integer of 2 or more) measurement electrodes 23 provided around the mounting portion 221.
  • the well 212 is provided with a placement unit 222 on which the biological sample 1022 is placed.
  • the measurement electrode group 232 includes N measurement electrodes 23 provided around the mounting portion 222.
  • the electrochemical measurement device 50 includes N measurement circuits 55, a switching unit 53 connected to the N measurement circuits 55 and the measurement electrode groups 231 and 232, and a control unit that controls a potential applied to the measurement electrode 23. 54.
  • the switching unit 53 selectively switches and connects the N measurement circuits 55 to the measurement electrode group 231 and the measurement electrode group 232.
  • a distance d11 between a certain measurement electrode 2311 of the N measurement electrodes 23 and the placement portion 221 is between the other measurement electrode 2312 and the placement portion 221 of the N measurement electrodes 23. It may be smaller than the distance d12.
  • a third distance d21 between a certain measurement electrode 2321 of the N measurement electrodes 23 and the placement part 222 is equal to the other measurement electrode 2322 and the placement part 222 of the N measurement electrodes 23. It may be smaller than the fourth distance d22 between.
  • the distance d11 may be equal to the third distance d21.
  • the distance d12 may be equal to the fourth distance d22.
  • the switching unit 53 includes switching units 561 and 562.
  • the switching unit 561 selectively switches and connects the measurement circuit 551 among the N measurement circuits 55 to a certain measurement electrode 2311 and a certain measurement electrode 2321.
  • the switching unit 562 selectively switches and connects the measurement circuit 552 among the N measurement circuits 55 to the other measurement electrode 2312 and the other measurement electrode 2322.
  • the electrochemical measurement plate 20 may further have a counter electrode 26.
  • the electrochemical measurement device 50 may further include a wiring 281 that is connected between the counter electrode 26 and the control unit 54 and is not connected to the switching unit 53.
  • the electrochemical measurement apparatus 50 includes an electrode group 51b including N (N is an integer of 2 or more) connection terminals 51a, an electrode group 51c including N connection terminals 51a, N measurement circuits 55, A switching unit 53 that selectively switches and connects the N measurement circuits 55 to the electrode group 51b and the electrode group 51c, and a control unit 54 are provided.
  • the N connection terminals 51a are configured to be connected to the N measurement electrodes 23 of the electrochemical measurement plate 20, respectively.
  • the N connection terminals 51a are configured to be connected to the N measurement electrodes 23 of the electrochemical measurement plate 20, respectively.
  • the electrochemical measurement device 50 may further include a wiring 281 that connects the connection terminal 51 a and the control unit 54 and is not connected to the switching unit 53.
  • FIG. 9A is a top view of still another electrochemical measurement plate 80 in the embodiment.
  • FIG. 9B is a circuit diagram of another electrochemical measurement system 10a in the embodiment, and mainly shows a circuit of the electrochemical measurement apparatus 70.
  • 9A and 9B the same parts as those in the electrochemical measurement system 10 shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.
  • the electrochemical measurement plate 80 includes a plurality of counter electrodes 26b provided in the plurality of wells 21 in place of the counter electrode 26 provided in the well 24 of the electrochemical measurement plate 20 shown in FIGS.
  • the counter electrode 26 b is provided on the side wall surface 21 b of the well 21.
  • the plurality of counter electrodes 26 b are respectively provided around the plurality of placement portions of the plurality of wells 21.
  • the switching unit 93 of the electrochemical measurement apparatus 70 includes a switching unit 967 having a plurality of switch elements 97.
  • the plurality of counter electrodes 26 b provided in the plurality of wells 21 are respectively connected to the plurality of switch elements 57 of the switching unit 567 of the switching unit 53.
  • the switching unit 567 sets the counter electrode 26b so that the counter electrode 26b provided in the same well 21 as the measurement electrode 23 connected to the measurement circuit 55 is connected to the control unit 54 at the same timing as the other switching units 561 to 565. Switch.
  • the counter electrode 26b has the function of the reference electrode 27 shown in FIG. 3A. Note that the reference electrode may be provided separately from the counter electrode 26b.
  • FIG. 9C is a top view of still another electrochemical measurement plate 80a according to the embodiment. 9C, the same reference numerals are assigned to the same portions as those of the electrochemical measurement plate 80 shown in FIG. 9A.
  • the electrochemical measurement plate 80a includes a plurality of reference electrodes 27b provided in the plurality of wells 21 of the electrochemical measurement plate 80 shown in FIG. 9A.
  • the reference electrode 27 b is provided on the side wall surface 21 b of the well 21.
  • the switching unit 53 further includes a switching unit having a plurality of switch elements 97 respectively connected to the plurality of reference electrodes 27 b provided in the plurality of wells 21.
  • the electrode group 51b of the electrochemical measurement device 70 further includes a connection terminal 51a connected to the counter electrode 26b provided around the mounting portion 221.
  • the electrode group 51 c further includes a connection terminal 51 a connected to the counter electrode 26 b provided around the mounting portion 222.
  • the switching unit 93 further includes a switching unit 967 that selectively switches and connects the control unit 54 to the plurality of connection terminals 51a respectively connected to the plurality of counter electrodes 26b.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of still another electrochemical measurement system 10b in the embodiment, and mainly shows a circuit of the electrochemical measurement apparatus 90. 10, the same parts as those in the electrochemical measurement system 10 shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.
  • the electrochemical measurement device 90 includes a switching unit 93 instead of the switching unit 53 of the electrochemical measurement device 50 shown in FIG.
  • the switching unit 93 includes a number of switching units 96 corresponding to the number of the plurality of wells 21 of the electrochemical measurement plate 20.
  • a plurality of measurement electrodes 23 provided in one well 21 are connected to one switching unit 96. That is, the switching unit 96 includes the same number of switch elements 97 as the number of measurement electrodes 23 provided in one well 21.
  • the electrochemical measurement plate 20 shown in FIG. 10 has five measurement electrodes 23 provided around the mounting portion 22 in each well 21.
  • the well 211 has five measurement electrodes 2311, 2312, 2313, 2314, and 2315.
  • the electrochemical measurement device 90 includes five measurement circuits 55, five switching units 96, and five switch elements 97.
  • One measuring circuit 55 is connected to one switching unit 96.
  • the switching unit 961 includes switch elements 971, 972, 973, 974, and 975.
  • the switching unit 961 is connected to the measurement electrode 2311.
  • the switching unit 962 is connected to the measurement electrode 2312.
  • the switching unit 963 is connected to the measurement electrode 2313.
  • the switching unit 964 is connected to the measurement electrode 2314.
  • the switching unit 965 is connected to the measurement electrode 2315.
  • the switching unit 93 the five switch elements 97 surrounded by a broken line are connected to the measurement electrodes 23 provided at the same distance from the placement unit 22 in each well 21. Then, the control unit 54 controls the switching unit 93 so as to simultaneously turn on and simultaneously turn off the five switching elements surrounded by the broken lines in FIG. The switching unit 93 switches the switch elements 97 on and off for each group, with the switch elements 97 surrounded by a broken line as a group.
  • the electrochemical measurement device 90 can simultaneously perform electrochemical measurements in different wells 21 at the measurement electrode 23 located at the same distance from the biological sample. Therefore, the electrochemical measuring device 90 can accurately detect an electrochemical change depending on the distance of the biological sample.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be widely applied to inspection and analysis of biological samples such as pharmacological tests of new drug candidate compounds using model cells.
  • the potential applied to the measurement electrode is not limited to the pulse waveform potential.
  • the electrochemical measurement for each well may be performed by operating the switching unit in a state where a constant measurement potential is applied to the measurement electrode.
  • control unit does not have to switch the switching unit 56 to which the measurement electrode 23 of the well 21 into which the biological sample is not introduced is connected.
  • the electrochemical measurement system in one or more aspects has been described based on the embodiment, but the present disclosure is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present disclosure, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also within the scope of one or more aspects. May be included.
  • the electrochemical measurement system according to the present disclosure is useful for electrochemical measurement of biological samples such as embryos.
  • Electrochemical measuring system 20,80 Electrochemical measuring plate 21,24 Well 22 Mounting part 23 Measuring electrode 25 Extraction electrode part 26,26a, 26b Counter electrode 27,27a, 27b Reference electrode 28 Wiring 29 Storage part 50,70,90 Electrochemical measurement device 51 Connection unit 51a Connection terminal 51b, 51c Electrode group 52 Measurement unit 53, 93 Switching unit 54 Control unit 55 Measurement circuit 56, 96 Switching unit 57, 97 Switch element 1001 Measurement liquid 102 Biological sample 1021 Biological sample (first One biological sample) 1022 Biological sample (second biological sample)

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Abstract

本開示の電気化学測定システムは、第一と第二の生体試料が配置される電気化学測定プレートと、電気化学測定プレートに接続された電気化学測定装置とを備える。電気化学測定プレートは、第一の生体試料が配置される第一のウェルと、第一のウェル内に設けられた複数の第一の測定電極を含む第一の測定電極群と、第二の生体試料が配置される第二のウェルと、第二のウェル内に設けられた複数の第二の測定電極を含む第二の測定電極群とを有する。電気化学測定装置は、複数の計測回路と、複数の計測回路を第一の測定電極群と第二の測定電極群とに選択的に切り替えて接続する切替部と、複数の第一と第二の測定電極に印加する電位を制御する制御部とを有する。この電気化学測定システムは小型にすることができる。

Description

電気化学測定システム、電気化学測定装置および電気化学測定方法
　本開示は、受精卵等の細胞や組織などの生体試料の検査、解析に用いられる電気化学測定装置および電気化学測定方法に関する。
　受精した胚等の細胞や組織などの生体試料は、その内部と外部との間で様々な物質を輸送して活動を行っている。例えば、胚は、周辺の酸素を呼吸によって細胞内部に取り込み、取り込んだ酸素を消費しながら卵胞内部で分割を行っている。そのため、胚の周囲の溶存酸素量を測定することにより、胚の成長具合を検査することができる。このような生体試料の状態を測定する手段として、生体由来物の周辺で生じる物理化学的な状態変化を電気的に測定する方法が知られている。
　胚を検査する従来の測定システムは、測定プレートおよび測定装置を含む。測定プレートは、複数のウェルを有する。それぞれのウェルの内部には、胚を収容する収容部と、収容部の周囲に設けられる複数の電極とを有する。測定装置は、ウェル内に設けられる複数の電極と電気的に接続されている。測定装置は、複数の電極を用いて胚の周囲の溶存酸素を電気化学的に測定する。
　尚、本開示に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
国際公開第２０１０／０５５９４２号
　本開示の電気化学測定システムは、第一と第二の生体試料が配置される電気化学測定プレートと、電気化学測定プレートに接続された電気化学測定装置とを備える。電気化学測定プレートは、第一の生体試料が配置される第一のウェルと、第一のウェル内に設けられた複数の第一の測定電極を含む第一の測定電極群と、第二の生体試料が配置される第二のウェルと、第二のウェル内に設けられた複数の第二の測定電極を含む第二の測定電極群とを有する。電気化学測定装置は、複数の計測回路と、複数の計測回路を第一の測定電極群と第二の測定電極群とに選択的に切り替えて接続する切替部と、複数の第一と第二の測定電極に印加する電位を制御する制御部とを有する。
　この電気化学測定システムは小型にすることができる。
図１は実施の形態における電気化学測定システムの概略図である。 図２は実施の形態における電気化学測定システムの電気化学測定プレートの斜視図である。 図３Ａは実施の形態における電気化学測定プレートの上面図である。 図３Ｂは実施の形態における他の電気化学測定プレートの上面図である。 図４は実施の形態における電気化学測定装置の回路図である。 図５は実施の形態における電気化学測定方法を示すフロー図である。 図６は実施の形態における電気化学測定方法を示すフロー図である。 図７は実施の形態における電気化学測定システムの動作での電圧を示す図である。 図８は実施の形態における電気化学測定システムの他の動作での電圧を示す図である。 図９Ａは実施の形態におけるさらに他の電気化学測定プレートの上面図である。 図９Ｂは実施の形態における他の電気化学測定装置の回路図である。 図９Ｃは実施の形態におけるさらに他の電気化学測定プレートの上面図である。 図１０は実施の形態におけるさらに他の電気化学測定装置の回路図である。
　従来の測定システムにおいて、測定プレートは複数のウェルを有する。また、それぞれのウェルは、複数の測定電極を有する。そのため、従来の測定システムは、全ての測定電極で電気化学測定を行うために、測定電極と同じ数の計測回路を有する必要がある。しかしながら、測定電極と同じ数の計測回路を備える測定装置は、装置自体が大型になる。
　一方で、従来の測定システムにおいて、１つの計測回路を順次切り替えることにより、複数の測定電極における電気化学測定を行うことが可能である。しかしながら、１つの計測回路を切り替えて測定する場合は、全ての測定電極の測定に長時間を要する。
　以下では、本開示の実施の形態に係る電気化学測定システム及び電気測定方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構造については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化している。
　図１は、生体試料の電気化学測定を行う実施の形態における電気化学測定システム１０の概略図である。電気化学測定システム１０は、電気化学測定プレート２０と電気化学測定装置５０とからなる。電気化学測定システム１０は、例えば、一塊の生体試料の測定に用いられる。一塊の生体試料とは、例えば、胚などの細胞塊である。細胞塊は、一細胞であっても、多細胞の集合体であってもよい。なお、胚は、分裂前の受精卵を含む。
　図２は電気化学測定プレート２０を模式的に示す斜視図である。電気化学測定プレート２０は、測定液や培地等の液体が入れられる貯留部２９と、貯留部２９の底面２９ａに設けられた複数のウェル２１、２４とを有する。具体的には、電気化学測定プレート２０は基板５２０を有する。貯留部２９は基板５２０の上面５２０ａに設けられている。貯留部２９には、複数の生体試料１０２（１０２１～１０２５）と、導電性を有する測定液１００１とが収容される。
　測定液１００１は貯留部２９とウェル２１に充填され、生体試料１０２１～１０２５がウェル２１１～２１５にそれぞれ配置される。電気化学測定プレート２０は、複数の生体試料１０２が配置される複数のウェル２１を備えることにより、複数の生体試料１０２を一度に測定することができる。
　図２に示す電気化学測定プレート２０は、生体試料が配置される５つのウェル２１（２１１、２１２、２１３、２１４、２１５）を有する。電気化学測定プレート２０は、生体試料が配置されないウェル２４をさらに有する。電気化学測定プレート２０は、生体試料が配置されないウェル２４をさらに有する。ウェル２４、２１（２１１、２１２、２１３、２１４、２１５）は、底面２４ａ、２１ａ（２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、２１４ａ、２１５ａ）と、側壁面２４ｂ、２１ｂ（２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、２１４ｂ、２１５ｂ）を有する。側壁面２４ｂ、２１ｂ（２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、２１４ｂ、２１５ｂ）は、貯留部２９の底面２９ａと底面２４ａ、２１ａ（２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、２１４ａ、２１５ａ）とにそれぞれ繋がっている。
　図３Ａは電気化学測定プレート２０のウェル２１、２４の一部を拡大して示す上面図である。ウェル２１１は、ウェル２１１の底面の中心部に設けられた載置部２２１を有する。載置部２２１は生体試料が載置されるように構成されている。同様に、ウェル２１２は、ウェル２１１の底面の中心部に設けられた載置部２２２を有する。載置部２２２は生体試料が載置されるように構成されている。このように、複数のウェル２１のそれぞれは、生体試料を載置する載置部２２を備える。なお、載置部２２は、ウェル２１の底面に設けられる凹部や載置場所を示す目印などである。
　電気化学測定プレート２０は、ウェル２１内の載置部２２の周囲に設けられた複数の測定電極２３を備える。
　例えば、ウェル２１１は、ウェル２１１内において載置部２２１の周囲に設けられた６つの測定電極２３１１、２３１２、２３１３、２３１４、２３１５、２３１６を有する。載置部２２１と測定電極２３１１、２３１２、２３１３、２３１４、２３１５、２３１６とはそれぞれ距離ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３、ｄ１４、ｄ１５、ｄ１６だけ離れている。載置部２２１と測定電極２３１１との間の距離ｄ１１は、載置部２２１と測定電極２３１２との間の距離ｄ１２より小さい。距離ｄ１２は、載置部２２１と測定電極２３１３との間の距離ｄ１３より小さい。距離ｄ１３は、載置部２２１と測定電極２３１４との間の距離ｄ１４より小さい。距離ｄ１４は、載置部２２１と測定電極２３１５との間の距離ｄ１５より小さい。距離ｄ１５は、載置部２２１と測定電極２３１６との間の距離ｄ１６より小さい。
　ウェル２１１と同様に、ウェル２１２は、ウェル２１２内において載置部２２２の周囲に設けられた６つの測定電極２３２１、２３２２、２３２３、２３２４、２３２５、２３２６を有する。載置部２２２と測定電極２３２１、２３２２、２３２３、２３２４、２３２５、２３２６とはそれぞれ距離ｄ２１、ｄ２２、ｄ２３、ｄ２４、ｄ２５、ｄ２６だけ離れている。載置部２２２と測定電極２３２１との間の距離ｄ２１は、載置部２２２と測定電極２３２２との間の距離ｄ２２より小さい。距離ｄ２２は、載置部２２２と測定電極２３２３との間の距離ｄ２３より小さい。距離ｄ２３は、載置部２２２と測定電極２３２４との間の距離ｄ２４より小さい。距離ｄ２４は、載置部２２２と測定電極２３２５との間の距離ｄ２５より小さい。距離ｄ２５は、載置部２２２と測定電極２３２６との間の距離ｄ２６より小さい。
　なお、一つのウェル２１内に設けられた複数の測定電極２３は１つの測定電極群を構成する。ウェル２１１内において載置部２２１の周囲に設けられた測定電極２３１１、２３１２、２３１３、２３１４、２３１５、２３１６は測定電極群２３１を構成する。ウェル２１２内において載置部２２２の周囲に設けられた測定電極２３２１、２３２２、２３２３、２３２４、２３２５、２３２６は測定電極群２３２を構成する。
　このように、複数のウェル２１のそれぞれにおいて、複数の測定電極２３は、載置部２２との間の互いに異なる距離の位置にそれぞれ配置される。載置部２２からの距離が異なる複数の測定電極２３を用いることにより、電気化学測定プレート２０は、生体試料からの距離に応じた電流値を測定することができる。
　ウェル２１１での距離ｄ１１とウェル２１２での距離ｄ２１とは等しい。ウェル２１１での距離ｄ１２とウェル２１２での距離ｄ２２とは等しい。ウェル２１１での距離ｄ１３とウェル２１２での距離ｄ２３とは等しい。ウェル２１１での距離ｄ１４とウェル２１２での距離ｄ２４とは等しい。ウェル２１１での距離ｄ１５とウェル２１２での距離ｄ２５とは等しい。ウェル２１１での距離ｄ１６とウェル２１２での距離ｄ２６とは等しい。
　このように、ウェル２１１内の複数の測定電極２３は、ウェル２１２に設けられた測定電極２３と載置部２２２との距離と等しい距離の位置に設けられている。複数のウェル２１において、測定電極２３は、同様の位置関係を有する。
　ウェル２４は、ウェル２４内に設けられた対極２６と、ウェル２４内に設けられた参照電極２７とを有する。ウェル２４は、載置部２２および測定電極２３を有していなくてもよい。
　図３Ｂは実施の形態における他の電気化学測定プレート２０ａの上面図である。図３Ｂにおいて、図３Ａに示す電気化学測定プレート２０と同じ部分には同じ参照番号を付す。電気化学測定プレート２０ａは、図３Ａに示す電気化学測定プレート２０の対極２６と参照電極２７の代わりに、ウェル２１、２４の外部の貯留部２９の底面２９ａに配置された対極２６ａと参照電極２７ａとを備える。電気化学測定プレート２０ａには、図３Ａに示す電気化学測定プレート２０の対極２６と参照電極２７が設けられたウェル２４の代わりに、複数の測定電極２３が設けられている載置部を有するウェル２１が設けられている。貯留部２９に測定液を収容することで、対極２６ａと参照電極２７ａとは測定液に接触する。
　図４は電気化学測定装置５０の回路図である。
　電気化学測定装置５０は、接続部５１と計測部５２と切替部５３と制御部５４とを有する。
　接続部５１には電気化学測定プレート２０が設置される。電気化学測定プレート２０は、測定電極２３、対極２６および参照電極２７と配線２８を介して接続される取り出し電極部２５を有する。接続部５１には電気化学測定プレート２０の取り出し電極部２５を介して測定電極２３、対極２６および参照電極２７にそれぞれ接続される接続端子５１ａが設けられている。
　計測部５２は、複数の計測回路５５を有する。具体的には、計測部５２には、電気化学測定プレート２０の１つのウェル２１に設けられる測定電極２３と同じ数の計測回路５５が設けられている。例えば、１つのウェル２１において載置部２２の周囲にＮ個の測定電極が設けられる場合、電気化学測定装置５０は、Ｎ個の計測回路５５を有する。ここで、数Ｎは２以上の整数である。図４に示す電気化学測定システム１０において、数Ｎは６であり、計測部５２は６つの計測回路５５（５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６）を有する。
　計測回路５５は、例えば、電流値を測定するオペアンプである。計測回路５５は、測定電極２３と対極２６との間に流れる電流値を測定する。
　切替部５３は、計測回路５５に接続される測定電極２３を切り替える。切替部５３は、電気化学測定装置５０の複数の計測回路５５と同じ数の切替ユニット５６を有する。例えば、Ｎ個の計測回路５５を有する電気化学測定装置５０の場合、切替部５３はＮ個の切替ユニット５６を有する。図４において、切替部５３は、６つの切替ユニット５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６）を有する。
　切替ユニット５６は、複数のスイッチ素子５７で構成される。切替ユニット５６は、電気化学測定プレート２０において、試料の測定に用いられるウェル２１の数と同じ数のスイッチ素子５７を有する。
　例えば、電気化学測定プレート２０に試料が配置されるＭ個のウェル２１が設けられる場合、１つの切替ユニット５６は、Ｍ個のスイッチ素子５７を有する。図４に示す電気化学測定システムにおいて、Ｍは５である。例えば、切替ユニット５６１は、５つのスイッチ素子５７１、５７２、５７３、５７４、５７５を有する。
　スイッチ素子５７は、機械式のスイッチでも電磁式のスイッチであってもよい。
　１つの計測回路５５は１つの切替ユニット５６に接続されている。そして、１つの切替ユニット５６に設けられる複数のスイッチ素子５７には、接続部５１および取り出し電極部２５を介して電気化学測定プレート２０に設けられる複数の測定電極２３がそれぞれ接続されている。１つの切替ユニット５６の複数のスイッチ素子５７には、電気化学測定プレート２０の異なるウェル２１に設けられる測定電極２３がそれぞれ接続される。
　例えば、切替ユニット５６１は計測回路５５１に接続される。切替ユニット５６１において、スイッチ素子５７１はウェル２１１の測定電極２３１１に接続される。スイッチ素子５７２はウェル２１２の測定電極２３２１に接続される。同様に、スイッチ素子５７３、５７４、５７５は、それぞれウェル２１３、２１４、２１５の測定電極２３に接続される。
　このように、１つのウェル２１に設けられる測定電極２３は、１つの切替ユニット５６の複数のスイッチ素子５７に接続されない。図４に示す切替部５３において、複数のスイッチ素子５７のうち破線で囲まれた６つのスイッチング素子は、同じウェル２１内に設けられた測定電極２３１１、２３１２、２３１３、２３１４、２３１５、２３１６がそれぞれ接続されている。そして、制御部５４は、図４の破線で囲まれた６つのスイッチ素子５７が、同時にオンされ、また、同時にオフされるように切替部５３を制御する。切替部５３は、破線で囲まれたスイッチ素子５７を一群として、一群ごとにスイッチ素子のオンとオフを切り替える。
　このような構成とすることにより、切替ユニット５６を切り替えることにより、電気化学測定プレート２０の測定電極２３において、複数のウェル２１を順次切り替えながら電気化学測定を行うことができる。また、切替部５３は、複数の切替ユニット５６においてスイッチ素子５７を同時に切替える。このとき、切替部５３は、複数の計測回路５５のそれぞれの計測回路５５で計測される電気化学測定プレート２０の測定電極２３が１つのウェルに設けられる測定電極２３となるようにスイッチ素子５７を切り替える。これにより、電気化学測定装置５０は、１つのウェル２１内に設けられる測定電極２３を同時に計測することができる。また、電気化学測定装置５０は、切替部５３の制御により、計測回路５５で同時に測定される測定電極２３をウェル２１毎に切り替えながら測定することができる。
　生体試料の電気化学測定において、測定電極２３に電位を印加して電流を流した状態にすると、測定される電流値が減少していく場合がある。したがって、１つのウェル２１において、異なるタイミングで異なる測定電極２３に流れる電流値を計測すると、基準となる電流値が変動し、測定値の解析が困難となる。また、変動した電流値を用いることにより測定の精度が低下する可能性がある。
　本開示の実施の形態における電気化学測定システム１０は、同一ウェル２１内の電気化学測定を同じタイミングで行うことが出来るため、電流値を容易に解析することができ、かつ電気化学測定の精度を向上させることができる。さらに、ウェル２１毎に計測回路５５を切り替えながら電流値を測定することにより、計測回路５５の数を減らすことができ、電気化学測定装置５０を小型化することができる。
　電気化学測定システム１０において、対極２６および参照電極２７は、制御部５４に接続される。対極２６と制御部５４との間の配線２８１および参照電極２７と制御部５４との間の配線２８２は切替部５３に接続されていない。そのため、対極２６および参照電極２７は測定において切り替えられない。対極２６および参照電極２７は、各ウェル２１での測定において共通して用いられる。
　１つの切替ユニット５６には、それぞれのウェル２１の載置部２２から等しい距離の位置にある測定電極２３が接続されていることが好ましい。
　例えば、切替ユニット５６１には、ウェル２１１の測定電極２３１１とウェル２１２の測定電極２３２１が接続される。ウェル２１３～２１５においても、それぞれの載置部２２から距離ｄ１だけ離れた位置に配置された測定電極２３が切替ユニット５６１に接続される。
　同様に、その他の切替ユニット５６２～５６６においても、それぞれのウェル２１において載置部２２から同じ距離だけ離れて位置する測定電極２３が、１つの切替ユニット５６に接続される。
　これにより、生体試料から等しい距離だけ離れた位置にある測定電極２３における電気化学測定を１つの計測回路５５で行うことができ、計測回路５５毎の測定バラつきを低減することができる。そのため、生体試料に起因する電流値の変化を正確に測定することができる。
　制御部５４は、切替部５３のスイッチ素子５７の切り替え動作および測定電極２３と対極２６との間に印加される電位の大きさや、電位を印加するタイミング等を制御する。計測回路５５は、測定電極２３と対極２６との間に印加した電位により計測回路５５に流れる電流値を測定する。制御部５４がスイッチ素子５７の切替を制御することで、計測回路５５は、特定の測定電極２３に接続される。これにより、計測回路５５は、特定の測定電極２３に流れる電流値を測定することができる。
　次に、電気化学測定システム１０における電気化学測定方法について説明する。図５と図６は電気化学測定方法を示すフロー図である。
　電気化学測定プレート２０を図１に示すように電気化学測定装置５０にセットする。その後、電気化学測定プレート２０のウェル２１内に測定電極２３と対極２６と参照電極２７とに接触するように測定液１００１を注入する（ステップＳ０１）。
　次に、測定電極２３を安定化させる（ステップＳ０１５）。具体的には、各ウェル２１の測定電極２３に所定の電位Ｖを印加する。所定の電位Ｖは、例えば、生体試料の測定時の測定電位Ｖｍである。
　その後、各ウェル２１において、測定電極２３のそれぞれと対極２６との間に測定電位Ｖｍを印加し、測定電極２３を流れる電流値Ｉ１を計測する（ステップＳ０２）。切替部５３により計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１毎に切り替えながら、１つずつ順にウェル２１１～ウェル２１５において計測回路５５は測定電極２３の電流値Ｉ１を測定する。
　図６はステップＳ０２において計測回路５５が複数のウェル２１において電流値Ｉ１を計測する際の切替部５３の動作を示す。図７は電気化学測定システム１０の動作における測定電極２３に印加される電位Ｖを示す。図７において、縦軸は測定電極２３に印加される電位Ｖを示し、横軸は時間を示す。
　図７に示すように、電気化学測定システム１０では、電気化学測定装置５０は、測定電位Ｖｍと非測定電位Ｖｎを一定の間隔で交互に測定電極２３に印加する。つまり、測定電極２３に印加される電位Ｖは測定電位Ｖｍと非測定電位Ｖｎを一定の間隔で交互に繰り返すパルス波形である。測定電位Ｖｍは、生体試料の電気化学測定において、測定電極２３に流れる電流値を計測する際に印加される電位である。非測定電位Ｖｎは、電気化学測定プレート２０が電気化学測定装置５０に接続された状態において、測定電極２３に電流が流れないように設定されている。
　期間Ｐ１において、計測回路５５は切替部５３を介してウェル２１１のＮ個の測定電極２３に接続されている。制御部５４は、測定電位Ｖｍをウェル２１１のＮ個の測定電極２３に印加する。計測回路５５は、ウェル２１１のＮ個の測定電極２３にそれぞれ流れる電流値Ｉ１を測定する（ステップＳ０２１）。
　期間Ｐ１に続く期間Ｐ１５において、制御部５４はウェル２１１のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎを印加する。切替部５３は、ウェル２１１のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１１の測定電極２３からウェル２１２の測定電極２３に切り替える（ステップＳ０２２）。すなわち、切替部５３は、ウェル２１１のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５をウェル２１１の測定電極２３から断ってウェル２１２の測定電極２３に接続する。
　期間Ｐ１５に続く期間Ｐ２において、制御部５４は測定電位Ｖｍをウェル２１３の測定電極２３に印加する。計測回路５５は、ウェル２１３の測定電極２３に流れる電流値Ｉ１を測定する（ステップＳ０２３）。
　期間Ｐ２に続く期間Ｐ２５において、制御部５４はウェル２１２のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎを印加する。切替部５３は、ウェル２１２のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１２の測定電極２３からウェル２１３の測定電極２３に切り替える。すなわち、切替部５３は、ウェル２１２のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５をウェル２１２の測定電極２３から断ってウェル２１３の測定電極２３に接続する（ステップＳ０２４）。
　期間Ｐ２５に続く期間Ｐ３において、制御部５４は測定電位Ｖｍをウェル２１３の測定電極２３に印加する。計測回路５５は、ウェル２１３の測定電極２３に流れる電流値Ｉ１を測定する（ステップＳ０２５）。
　期間Ｐ３に続く期間Ｐ３５において、制御部５４はウェル２１３のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎを印加する。切替部５３は、ウェル２１３のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１３の測定電極２３からウェル２１４の測定電極２３に切り替える。すなわち、切替部５３は、ウェル２１３のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５をウェル２１３の測定電極２３から断ってウェル２１４の測定電極２３に接続する。
　期間Ｐ３５に続く期間Ｐ４において、制御部５４は測定電位Ｖｍをウェル２１４の測定電極２３に印加する。計測回路５５は、ウェル２１４の測定電極２３に流れる電流値Ｉ１を測定する。
　期間Ｐ４に続く期間Ｐ４５において、制御部５４はウェル２１４のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎを印加する。切替部５３は、ウェル２１４のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１４の測定電極２３からウェル２１５の測定電極２３に切り替える。すなわち、切替部５３は、ウェル２１４のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５をウェル２１４の測定電極２３から断ってウェル２１５の測定電極２３に接続する。
　期間Ｐ４５に続く期間Ｐ５において、制御部５４は測定電位Ｖｍをウェル２１５の測定電極２３に印加する。計測回路５５は、ウェル２１５の測定電極２３に流れる電流値Ｉ１を測定する（ステップＳ０２１０）。
　このようにして、電気化学測定装置５０は、ウェル２１１からウェル２１５までを順次切替ながら、各ウェルの測定電極２３に流れる電流値Ｉ１を計測する。
　実施の形態では、期間Ｐ５に続く期間Ｐ５５において、制御部５４はウェル２１５のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎを印加する。切替部５３は、ウェル２１５のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１５の測定電極２３からウェル２１１の測定電極２３に切り替える（ステップＳ０２１１）。すなわち、切替部５３は、ウェル２１５のＮ個の測定電極２３に非測定電位Ｖｎが印加された状態で、計測回路５５をウェル２１５の測定電極２３から断ってウェル２１１の測定電極２３に接続する。
　期間Ｐ５５に続く期間Ｐ１において、制御部５４は測定電位Ｖｍをウェル２１１の測定電極２３に印加する。計測回路５５は、ウェル２１１の測定電極２３に流れる電流値Ｉ１を測定する（ステップＳ０２１）。図７に示すように、制御部５４は、期間Ｐ１～Ｐ５での電流値Ｉ１の測定を複数回繰り返し行う。
　上記のように、電流値Ｉ１の測定において、非測定電位Ｖｎを印加する間に切替ユニット５６でスイッチ素子５７を切り替えることが好ましい。これにより、スイッチ素子５７の切替により生じる電流ノイズを低減することができ、正確に電流値Ｉ１を測定することができる。
　図８は電気化学測定システム１０の他の動作における測定電極２３に印加される電位Ｖを示す。図８において、縦軸は測定電極２３に印加される電位Ｖを示し、横軸は時間を示す。図７に示す動作において、制御部５４は期間Ｐ１～Ｐ５において、測定電位Ｖｍと非測定電位Ｖｎを一定の間隔で交互に繰り返すパルス波形を有する電位Ｖを測定電極２３に印加する。この場合、１つのウェル２１内の測定中において、非測定電位Ｖｎが印加されていても切替部５３は、切り替え動作を行わない。そして、１つのウェル２１内の測定が終わった後の非測定電位Ｖｎが印加されるタイミングで、切替部５３は切り替え動作を行う。
　次に、図５に示すように、電気化学測定プレート２０のそれぞれのウェル２１の載置部２２に１つの生体試料を導入して配置する（ステップＳ０３）。生体試料の導入は、測定電位Ｖｍを印加せずに行うことが好ましい。より好ましくは、電気化学測定装置５０に電流が流れない電位、つまり、非測定電位Ｖｎを印加した状態で、生体試料を導入してもよい。
　生体試料が導入された状態で、各ウェル２１において、測定電位Ｖｍを印加し、測定電極２３を流れる電流値Ｉ２を測定する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４において、ステップＳ０２（ステップＳ０２１～Ｓ０２１０）での電流値Ｉ１の測定と同様に、切替部５３により計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１毎に切替えながら、計測回路５５はウェル２１１～２１５の１つずつに順に測定電極２３に流れる電流値Ｉ２を測定する。
　ステップＳ０４において電流値Ｉ２の測定した後、生体試料をウェル２１から取り出す（ステップＳ０５）。生体試料を取り出す際は、測定電位Ｖｍを印加しないことが好ましい。より好ましくは、非測定電位Ｖｎを印加した状態で、生体試料を取り出してもよい。
　ステップＳ０５で生体試料をウェル２１から取り出した後、ステップＳ０２（ステップＳ０２１～Ｓ０２１０）と同様に、各ウェル２１において測定電位Ｖｍを印加し、測定電極２３に流れる電流値Ｉ３を測定する（ステップＳ０６）。電流値Ｉ１の測定と同様に、切替部５３により計測回路５５に接続される測定電極２３をウェル２１毎に切替ながら、計測回路５５はウェル２１１～ウェル２１５の１つずつに順に電流値Ｉ３を測定する。
　電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を用いて生体試料の状態を判断する（ステップＳ０７）。例えば、胚の状態を調べる場合、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を用いて、胚の周囲の溶存酸素濃度を算出する。胚の周囲の溶存酸素濃度を求めることにより、胚の活性状態を知ることができる。
　生体試料の電気化学測定において、測定される電流値は時間の経過と共に変動する場合がある。したがって、一つの生体試料に対応する複数の測定電極を切り替えて測定する場合、測定のタイミングにより基準の電流値が異なるため、生体試料の状態を正確に測定することが難しい。そのため一つの生体試料に対応する複数の測定電極での測定は、同じタイミングで測定されることが好ましい。実施の形態における電気化学測定システム１０のように、同じタイミングで電流値を測定することにより、生体試料の正確な状態を測定することができる。
　なお、複数のウェル２１の全てが測定に用いられない場合、すなわち複数のウェル２１が生体試料の導入されないウェルを含む場合、切替部５３は、生体試料が導入されて測定に用いられるウェル２１のみで計測回路５５と測定電極２３を切り替えてもよい。具体的には、例えば、電気化学測定プレート２０の３つのウェル２１１、２１３、２１５に生体試料を導入する場合、切替部５３の切替ユニット５６１は、スイッチ素子５７１、５７３、５７５のオンとオフを切替え、スイッチ素子５７２、５７４はオフに維持する。切替ユニット５６２～５６６においても、切替ユニット５６１と同様にスイッチ素子を制御する。
　本開示に係る電気化学測定方法は、１つのウェル２１に設けられる測定電極２３と同じ数の計測回路５５を用いることにより、同一のウェル２１内に設けられる測定電極２３に流れる電流を同じタイミングで測定することができる。したがって、生体試料の電気化学測定を高精度に行うことができる。
　上述のように、電気化学測定システム１０は、生体試料１０２１、１０２２が配置される電気化学測定プレート２０と、電気化学測定プレート２０に接続された電気化学測定装置５０とを備える。電気化学測定プレート２０は、ウェル２１１、２１２と、ウェル２１１内に設けられた測定電極群２３１と、ウェル２１２内に設けられた測定電極群２３２とを有する。ウェル２１１には、生体試料１０２１が配置される載置部２２１が設けられている。測定電極群２３１は、載置部２２１の周囲に設けられたＮ個（Ｎは２以上の整数）の測定電極２３を含む。ウェル２１２には、生体試料１０２２が配置される載置部２２２が設けられている。測定電極群２３２は、載置部２２２の周囲に設けられたＮ個の測定電極２３を含む。電気化学測定装置５０は、Ｎ個の計測回路５５と、Ｎ個の計測回路５５と測定電極群２３１、２３２に接続された切替部５３と、測定電極２３に印加される電位を制御する制御部５４とを有する。切替部５３は、Ｎ個の計測回路５５を測定電極群２３１と測定電極群２３２とに選択的に切り替えて接続する。
　Ｎ個の測定電極２３のうちの或る測定電極２３１１と載置部２２１との間の距離ｄ１１は、Ｎ個の測定電極２３のうちの他の測定電極２３１２と載置部２２１との間の距離ｄ１２よりも小さくてもよい。Ｎ個の測定電極２３のうちの或る測定電極２３２１と載置部２２２との間の第三の距離ｄ２１は、Ｎ個の測定電極２３のうちの他の測定電極２３２２と載置部２２２との間の第四の距離ｄ２２よりも小さくてもよい。距離ｄ１１は第三の距離ｄ２１と等しくてもよい。距離ｄ１２は第四の距離ｄ２２と等しくてもよい。切替部５３は、切替ユニット５６１、５６２を有する。切替ユニット５６１は、Ｎ個の計測回路５５のうちの計測回路５５１を、或る測定電極２３１１と或る測定電極２３２１とに選択的に切り替えて接続する。切替ユニット５６２は、Ｎ個の計測回路５５のうちの計測回路５５２を、他の測定電極２３１２と他の測定電極２３２２とに選択的に切り替えて接続する。
　電気化学測定プレート２０は対極２６をさらに有していてもよい。この場合、電気化学測定装置５０は対極２６と制御部５４との間に接続されてかつ切替部５３に接続されていない配線２８１をさらに有してもよい。
　電気化学測定装置５０は、Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）の接続端子５１ａを含む電極群５１ｂと、Ｎ個の接続端子５１ａを含む電極群５１ｃと、Ｎ個の計測回路５５と、Ｎ個の計測回路５５を電極群５１ｂと電極群５１ｃとに選択的に切り換えて接続する切替部５３と、制御部５４とを備える。Ｎ個の接続端子５１ａは電気化学測定プレート２０のＮ個の測定電極２３にそれぞれ接続されるように構成されている。Ｎ個の接続端子５１ａは電気化学測定プレート２０のＮ個の測定電極２３にそれぞれ接続されるように構成されている。
　電気化学測定装置５０は、接続端子５１ａと制御部５４とを接続しかつ切替部５３に接続されない配線２８１をさらに備えてもよい。
　（変形例１）
　本実施の形態における電気化学測定装置の変形例１について図面を参照しながら説明する。
　図９Ａは実施の形態におけるさらに他の電気化学測定プレート８０の上面図である。図９Ｂは実施の形態における他の電気化学測定システム１０ａの回路図であり、主に電気化学測定装置７０の回路を示す。図９Ａと図９Ｂにおいて、図１から図４に示す電気化学測定システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。
　電気化学測定プレート８０は、図１から図４に示す電気化学測定プレート２０のウェル２４に設けられた対極２６の代わりに、複数のウェル２１内にそれぞれ設けられた複数の対極２６ｂを備える。実施の形態では、対極２６ｂはウェル２１の側壁面２１ｂに設けられている。複数の対極２６ｂは複数のウェル２１の複数の載置部の周囲にそれぞれ設けられている。
　電気化学測定装置７０の切替部９３は複数のスイッチ素子９７を有する切替ユニット９６７を備える。複数のウェル２１内にそれぞれ設けられる複数の対極２６ｂは、切替部５３の切替ユニット５６７の複数のスイッチ素子５７にそれぞれ接続されている。切替ユニット５６７は、他の切替ユニット５６１～５６５と同じタイミングで、計測回路５５に接続される測定電極２３と同じウェル２１に設けられている対極２６ｂを制御部５４と接続するように対極２６ｂを切り替える。
　対極２６ｂは図３Ａに示す参照電極２７の機能を有している。なお、参照電極を対極２６ｂと別に設けてもよい。図９Ｃは実施の形態におけるさらに他の電気化学測定プレート８０ａの上面図である。図９Ｃにおいて、図９Ａに示す電気化学測定プレート８０と同じ部分には同じ参照番号を付す。電気化学測定プレート８０ａは、図９Ａに示す電気化学測定プレート８０の複数のウェル２１内にそれぞれ設けられた複数の参照電極２７ｂを備える。実施の形態では、参照電極２７ｂはウェル２１の側壁面２１ｂに設けられている。この場合、電気化学測定装置５０では、切替部５３は、複数のウェル２１にそれぞれ設けられた複数の参照電極２７ｂにそれぞれ接続された複数のスイッチ素子９７を有する切替ユニットをさらに備える。
　電気化学測定装置７０の電極群５１ｂは、載置部２２１の周囲に設けられた対極２６ｂに接続される接続端子５１ａをさらに含む。電極群５１ｃは、載置部２２２の周囲に設けられた対極２６ｂに接続される接続端子５１ａをさらに含む。切替部９３は、制御部５４を複数の対極２６ｂにそれぞれ接続される複数の接続端子５１ａに選択的に切り替えて接続する切替ユニット９６７をさらに有する。
　（変形例２）
　本実施の形態における電気化学測定装置の変形例２について図面を参照しながら説明する。
　図１０は実施の形態におけるさらに他の電気化学測定システム１０ｂの回路図であり、主に電気化学測定装置９０の回路を示す。図１０において、図１から図４に示す電気化学測定システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。
　電気化学測定装置９０は、図４に示す電気化学測定装置５０の切替部５３の代わりに切替部９３を備える。切替部９３は、電気化学測定プレート２０の複数のウェル２１の数に応じた数の切替ユニット９６を備える。１つの切替ユニット９６には、１つのウェル２１に設けられている複数の測定電極２３が接続されている。つまり、切替ユニット９６は、１つのウェル２１内に設けられる測定電極２３の数と同じ数のスイッチ素子９７を有する。
　図１０に示す電気化学測定プレート２０は、各ウェル２１内の載置部２２の周囲に設けられた５つの測定電極２３を有する。ウェル２１１は、５つの測定電極２３１１、２３１２、２３１３、２３１４、２３１５を有する。電気化学測定装置９０は、５個の計測回路５５と５個の切替ユニット９６と、５個のスイッチ素子９７とを含む。
　１つの計測回路５５は、１つの切替ユニット９６に接続される。
　図１０に示す切替部９３において、切替ユニット９６１は、スイッチ素子９７１、９７２、９７３、９７４、９７５を有する。切替ユニット９６１は、測定電極２３１１と接続される。切替ユニット９６２は、測定電極２３１２と接続される。切替ユニット９６３は、測定電極２３１３と接続される。切替ユニット９６４は、測定電極２３１４と接続される。切替ユニット９６５は、測定電極２３１５と接続される。
　切替部９３において、破線で囲まれた５つのスイッチ素子９７は、それぞれのウェル２１内において、載置部２２からの距離が等しい位置に設けられた測定電極２３に接続されている。そして、制御部５４は、図１０の破線で囲まれた５つのスイッチング素子を同時にオンし、同時にオフするように切替部９３を制御する。切替部９３は、破線で囲まれたスイッチ素子９７を一群として、群ごとにスイッチ素子のオンとオフを切り替える。
　これにより、電気化学測定装置９０は、生体試料から同じ距離に位置する測定電極２３において、異なるウェル２１内の電気化学測定を同時に行うことができる。そのため、電気化学測定装置９０は、生体試料の距離に依存する電気化学的な変化を、精度良く検出することができる。
　実施の形態における電気化学測定システム１０、１０ａ、１０ｂ、電気化学測定装置５０、９０および電気化学測定方法は、胚の呼吸活性の測定を用いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、モデル細胞による新薬候補化合物の薬理テストなど、生体試料等の検査・分析に広く適用することができる。
　また、電流値の測定において、測定電極に印加される電位は、パルス波形の電位に限定されない。たとえば、一定値の測定電位が測定電極に印加された状態で、切替部を動作させることにより、各ウェル毎の電気化学測定を行ってもよい。
　なお、制御部は、生体試料が導入されていないウェル２１の測定電極２３が接続される切替ユニット５６を切替えなくてもよい。
　以上、一つまたは複数の態様における電気化学測定システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　本開示にかかる電気化学測定システムは、胚などの生体試料の電気化学測定において有用である。
１０　　電気化学測定システム
２０，８０　　電気化学測定プレート
２１，２４　　ウェル
２２　　載置部
２３　　測定電極
２５　　取り出し電極部
２６，２６ａ，２６ｂ　　対極
２７，２７ａ，２７ｂ　　参照電極
２８　　配線
２９　　貯留部
５０，７０，９０　　電気化学測定装置
５１　　接続部
５１ａ　　接続端子
５１ｂ，５１ｃ　　電極群
５２　　計測部
５３，９３　　切替部
５４　　制御部
５５　　計測回路
５６，９６　　切替ユニット
５７，９７　　スイッチ素子
１００１　　測定液
１０２　　生体試料
１０２１　　生体試料（第一の生体試料）
１０２２　　生体試料（第二の生体試料）

Claims (11)

  1. 第一の生体試料と第二の生体試料とが配置される電気化学測定プレートと、
    前記電気化学測定プレートに接続された電気化学測定装置と、
    を備え、
    前記電気化学測定プレートは、
    　　　前記第一の生体試料が配置される第一の載置部が設けられた第一のウェルと、
    　　　前記第一のウェル内において前記第一の載置部の周囲に設けられたＮ個（Ｎは２以上の整数）の第一の測定電極を含む第一の測定電極群と、
    　　　前記第二の生体試料が配置される第二の載置部が設けられた第二のウェルと、
    　　　前記第二のウェル内において前記第二の載置部の周囲に設けられたＮ個の第二の測定電極を含む第二の測定電極群と、
    を有し、
    前記電気化学測定装置は、
    　　　Ｎ個の計測回路と、
    　　　前記Ｎ個の計測回路を前記第一の測定電極群と前記第二の測定電極群とに選択的に切り替えて接続する切替部と、
    　　　前記Ｎ個の第一の測定電極に印加される電位と前記Ｎ個の第二の測定電極に印加する電位とを制御する制御部と、
    を有する、電気化学測定システム。
  2. 前記Ｎ個の第一の測定電極のうちの或る第一の測定電極と第一の載置部との間の第一の距離は、前記Ｎ個の第一の測定電極のうちの他の第一の測定電極と第一の載置部との間の第二の距離よりも小さく、
    前記Ｎ個の第二の測定電極のうちの或る第二の測定電極と第二の載置部との間の第三の距離は、前記Ｎ個の第二の測定電極のうちの他の第二の測定電極と第二の載置部との間の第四の距離よりも小さく、
    前記第一の距離は前記第三の距離と等しく、
    前記第二の距離は前記第四の距離と等しく、
    前記切替部は、
    　　　前記Ｎ個の計測回路のうちの第一の計測回路を、前記或る第一の測定電極と前記或る第二の測定電極とに選択的に切り替えて接続する第一の切替ユニットと、
    　　　前記Ｎ個の計測回路のうちの第二の計測回路を、前記他の第一の測定電極と前記他の第二の測定電極とに選択的に切り替えて接続する第二の切替ユニットと、
    を有する、請求項１に記載の電気化学測定システム。
  3. 前記電気化学測定プレートは対極をさらに有し、
    前記電気化学測定装置は前記対極と前記制御部との間に接続されてかつ前記切替部に接続されていない配線をさらに有する、請求項２に記載の電気化学測定システム。
  4. 前記電気化学測定プレートは、
    　　　前記第一のウェルに設けられた第一の対極と、
    　　　前記第二のウェルに設けられた第二の対極と、
    をさらに有し、
    前記切替部は、前記制御部を前記第一の対極と前記第二の対極とに選択的に切り替えて接続する第三の切替ユニットをさらに有する、請求項２に記載の電気化学測定システム。
  5. 第一の生体試料と第二の生体試料とが配置される電気化学測定プレートと共に用いられる電気化学測定装置であって、
    Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）の第一の接続端子を含む第一の電極群と、
    Ｎ個の第二の接続端子を含む第二の電極群と、
    Ｎ個の計測回路と、
    Ｎ個の計測回路を前記第一の電極群と前記第二の電極群とに選択的に切り換えて接続する切替部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記電気化学測定プレートは、
    　　　前記第一の生体試料が配置される第一の載置部と、
    　　　前記第一のウェル内に設けられるとともに、前記第一の載置部の周囲に設けられたＮ個の第一の測定電極と、
    　　　前記第二の生体試料が配置される第二の載置部と、
    　　　前記第二のウェル内に設けられるとともに、前記第二の載置部の周囲に設けられたＮ個の第二の測定電極と、
    を有し、
    前記Ｎ個の第一の接続端子は前記Ｎ個の第一の測定電極にそれぞれ接続されるように構成されており、
    前記Ｎ個の第二の接続端子は前記Ｎ個の第二の測定電極にそれぞれ接続されるように構成されており、
    前記制御部は、前記Ｎ個の第一の測定電極に印加する電位と前記Ｎ個の第二の測定電極に印加する電位とを制御するように構成されている、電気化学測定装置。
  6. 前記Ｎ個の第一の測定電極のうちの或る第一の測定電極と第一の載置部との間の第一の距離は、前記Ｎ個の第一の測定電極のうちの他の第一の測定電極と第一の載置部との間の第二の距離よりも小さく、
    前記Ｎ個の第二の測定電極のうちの或る第二の測定電極と第二の載置部との間の第三の距離は、前記Ｎ個の第二の測定電極のうちの他の第二の測定電極と第二の載置部との間の第四の距離よりも小さく、
    前記第一の距離と前記第三の距離とは等しく、
    前記第二の距離と前記第四の距離とは等しく、
    前記切替部は、
    　　　前記Ｎ個の計測回路のうちの第一の計測回路を、前記或る第一の測定電極と前記或る第二の測定電極とに選択的に切り替えて接続する第一の切替ユニットと、
    　　　前記Ｎ個の計測回路のうちの第二の計測回路を、前記他の第一の測定電極と前記他の第二の測定電極とに選択的に切り替えて接続する第二の切替ユニットと、
    を有する、請求項５に記載の電気化学測定装置。
  7. 第三の接続端子と、
    前記第三の接続端子と前記制御部とを接続しかつ前記切替部に接続されない配線と、
    をさらに備え、
    前記電気化学測定プレートは前記第三の接続端子に接続される対極をさらに有する、請求項６に記載の電気化学測定装置。
  8. 前記電気化学測定プレートは、
    　　　前記第一の載置部の周囲に設けられた第一の対極と、
    　　　前記第二の載置部の周囲に設けられた第二の対極と、
    をさらに有し、
    前記第一の電極群は前記第一の対極に接続される第五の接続端子をさらに含み、
    前記第二の電極群は前記第二の対極に接続される第六の接続端子をさらに含み、
    前記切替部は、前記制御部を前記第五の対極と前記第六の対極とに選択的に切り替えて接続する第三の切替ユニットをさらに有する、請求項６に記載の電気化学測定装置。
  9. 　　　第一の載置部が設けられた第一のウェルと、
    　　　前記第一のウェル内において前記第一の載置部の周囲に設けられたＮ個（Ｎは２以上の整数）の第一の測定電極を含む第一の測定電極群と、
    　　　第二の載置部が設けられた第二のウェルと、
    　　　前記第二のウェル内において前記第二の載置部の周囲に設けられたＮ個の第二の測定電極を含む第二の測定電極群と、
    　　　対極と、
    を備えた電気化学測定プレートを準備するステップと、
    Ｎ個の計測回路を備えた電気化学測定装置を準備するステップと、
    第一の生体試料と第二の生体試料と測定液とを、前記第一の載置部に第一の生体試料が配置されて前記第二の載置部に第二の生体試料が配置されてかつ前記測定液が前記対極と前記第一の測定電極群と前記第一の測定電極群とに接触するように、前記電気化学測定プレートに収容するステップと、
    前記Ｎ個の計測回路が前記Ｎ個の第一の測定電極にそれぞれ接続された状態で、前記対極に測定電位を印加して、前記Ｎ個の第一の測定電極における電流値を測定するステップと、
    前記Ｎ個の第一の測定電極における前記電流値を測定する前記ステップの後で、前記Ｎ個の計測回路が前記Ｎ個の第一の測定電極から断たれて前記Ｎ個の第二の測定電極にそれぞれ接続されるように前記Ｎ個の計測回路を前記第一の測定電極群から前記第二の測定電極群へ切り替えるステップと、
    前記Ｎ個の計測回路が前記Ｎ個の第二の測定電極と接続された状態で、前記対極に前記測定電位を印加して前記Ｎ個の第二の測定電極における電流値を測定するステップと、
    を含む、電気化学測定方法。
  10. 前記Ｎ個の計測回路を前記第一の測定電極群から前記第二の測定電極群へ切り替える前記ステップは、前記Ｎ個の第一の測定電極における前記電流値を測定する前記ステップの後で、前記対極に非測定電位が印加された状態で前記Ｎ個の計測回路が前記Ｎ個の第一の測定電極から断たれて前記Ｎ個の第二の測定電極にそれぞれ接続されるように前記Ｎ個の計測回路を前記第一の測定電極群から前記第二の測定電極群へ切り替えるステップを含む、請求項９に記載の電気化学測定方法。
  11. 前記非測定電位は前記Ｎ個の第一の測定電極と前記Ｎ個の第二の測定電極とに電流が流れないように設定されている、請求項１０に記載の電気化学測定方法。
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