细胞外电位测量器件及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种细胞外电位测量用传感元件，该传感元件具有在基板上设置的坑井、在坑井底面上设置的凹下部、在基板的底面上设置的检测电极。然后，凹下部通过微小贯通孔贯通到基板的底面。药剂引导部设置在坑井的壁面上，可在坑井内对药剂、被检体细胞和培养液进行混合。通过这个结构，能够正确测量被检体细胞所发生的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种把在细胞等活体试样发生的电化学变化作为指标来简单高速地进行生物试样的电生理学评价的细胞外电位测量用传感元件和细胞外电位测量器件。而且，本专利技术还涉及细胞外电位测量装置和使用该装置的细胞外电位测量方法。
技术介绍
现有技术中，将细胞电活动作为指标来筛选药品是通过膜片钳(patchcramp)法、使用荧光色素或者发光指示剂的方法进行的。膜片钳法是使用附在微移液管顶端部分的细胞膜的微小部分(下面称为片)，通过微小电极探针来电记录介由单个通道蛋白质分子之离子输送的方法。膜片钳法是能够实时研究一个蛋白质分子之功能的数目不多的方法之一。另外，还有通过使用根据特定离子浓度变化而发光的荧光色素或者发光指示剂来监视细胞内离子移动以测量细胞电活动的方法(下面称为荧光测量法)。但是，膜片钳法在微移液管的制作和操作上必须有特殊的技术。于是，膜片钳法在一个试样的测量上需要很多的时间。由于这些，膜片钳法不适合用于高速筛选大量候补药品化合物。另外，尽管荧光测量法在高速筛选大量候补药品化合物方面是可能的，但必须有细胞染色工序。而且，荧光测量法在测量时由于色素的影响而使背景浓度增高，由于随着时间过去而脱色，使得测量的S/N比变差。作为代替这些方法的方法，已有在国际公开第02/055653号公报(下面称为专利文献1)上公开的测量细胞外电位的方法(下面称为细胞外电位测量法)。细胞外电位测量法可以得到与用膜片钳法获得的数据相等的高质量数据。而且，细胞外电位测量法能够如荧光测量法那样简单高速地测量大量试样。专利文献1公开了一种细胞外电位测量器件(下面称为器件)，其测量细胞外电位或者细胞发生的物理化学变化。器件具有至少一个具有设置在基板上的细胞保持机构的坑井(well)。而且，坑井具有用于检测电信号的传感机构。图40是表示现有技术中细胞外电位测量器件之结构的模式图。培养液110注入到坑井103内。被检体细胞(下面称为细胞)105通过基板102上设置的细胞保持部113被捕捉或保持。细胞保持部113具有在基板102上形成的凹下部104、开口部106和贯通孔107。贯通孔107通过开口部106被连接到凹下部104。而且，在贯通孔107中配置有作为传感机构的检测电极109。然后，检测电极109经过布线108被连接到信号检测部(未图示)。测量时，通过吸泵(未图示)等从贯通孔107侧吸引细胞105并使其贴紧保持在凹下部104部分上。同时，培养液111流到贯通孔107一侧并接触检测电极109。这样，由细胞105的活动产生的电信号就不会传到坑井103的培养液110，而通过贯通孔107一侧设置的检测电极109检出。但是，由于使细胞105和药剂(未图示)发生反应，使用以往的细胞外电位测量器件的测量方法必须将药剂注入到培养液110内。向培养液110内注入药剂使得在细胞105周围的培养液110发生流动。当细胞105周围培养液110的流动变化较大时，与检测电极109接触的培养液111出现起伏波动。培养液111的起伏波动对于检测电极109来说就成为噪声。当测量细胞外电位时，相对检测电极109的噪声就成为使检测电极109检测信号之S/N变坏的原因。由于培养液111的起伏波动而产生的噪声一般来说是100Hz以下的低频。另一方面，细胞外电位的变化是以DC成分到5kHz左右的周期变化的信号。即，两个信号的频带重叠。另外，尽管试图用电滤波器等来降低噪声成分，但DC成分附近的低频区域的信号也被切掉了。而且，根据滤波器特性，高于100Hz的区域的信号有时也被切掉了。结果，正确捕捉细胞105产生的细胞外电位信号变得困难了。专利技术公开本专利技术的细胞外电位测量用传感元件具有基板、在基板上设置的坑井、在坑井的壁面上设置的引导部以及在基板的下面设置的检测电极。引导部引导药剂。在坑井的底面设置有凹下部和用于贯通凹下部和基板下面的第一贯通孔。坑井使被检体细胞、培养液和药剂相混合。附图说明图1是实施方式1中的细胞外电位测量器件的部分切除分解斜视图。图2是图1所示器件中使用的传感元件的部分切除分解斜视图。图3是图2所示传感元件主要部分的部分切除放大斜视图。图4是表示图1所示器件之使用方法的剖面图。图5是图1所示器件的放大剖面图。图6是图1所示器件的放大剖面图。图7是图1所示器件的剖面图。图8是图1所示器件的剖面图。图9是表示图1所示器件上使用的传感元件的斜视图。图10是表示图1所示器件上使用的传感元件的斜视图。图11是表示图1所示器件中的细胞外电位之测量方法的流程图。图12是表示图1所示器件中的细胞外电位测量方法之测量数据的特性图。图13是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图14是表示图1所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图15是表示图1所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图16是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图17是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图18是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图19是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图20是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图21是表示图1所示器件之制造方法的剖面图。图22是实施方式2中的细胞外电位测量器件的部分切除分解斜视图。图23是图22所示器件的部分切除分解斜视图。图24是图22所示器件中使用的传感元件的部分切除分解斜视图。图25是图24所示传感元件主要部分的部分切除放大斜视图。图26是本专利技术的细胞外电位测量器件的部分切除斜视图。图27是本专利技术的细胞外电位测量器件的部分切除斜视图。图28是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图29是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图30是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图31是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图32是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图33是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图34是表示图22所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图35是表示图22所示器件之制造方法的剖面图。图36是实施方式3中的细胞外电位测量器件的部分扩大剖面图。图37是表示图36所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图38是表示图36所示器件之制造方法的部分放大剖面图。图39是实施方式3中的细胞外电位测量器件的部分放大剖面图。图40是现有技术细胞外电位测量器件的模式剖面图。具体实施例方式实施方式1图1是实施方式1中的细胞外电位测量器件的部分切除分解斜视图。图1是用剖面图来表示容器的一部分，以可见容器内部。图2是细胞外电位测量用传感元件(下面称为传感元件)的部分切除斜视图。另外，图3是图2所示的传感元件主要部分的部分切除放大斜视图。细胞外电位测量器件(下面称为器件)51是细胞外电位测量用传感元件1连接在容器2上的结构。传感元件1是由硅和二氧化硅的层叠体构成。另外，容器2由作为电绝缘体的树脂构成，容器2上设置有用于测量容器2中电位的参考电极7。在传感元件1内设置有具有从传感元件1上面开口的坑井9。在坑井9的底面设置有第一微小贯通孔(下面称为贯通孔)3和凹下部4。具有小于凹下部4的孔径的贯通孔3贯通凹下部4底面和传感元件1下面。另外，如图3所示，在贯通孔3下部的传感元件1下面设置有测量用检测电极8。在容器2的底部设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞外电位测量用传感元件，其特征在于，包括：基板，在所述基板内设置的、具有底面和壁面、用于将被检体细胞、培养液和药剂混合的坑井，在所述壁面上设置的用于引导所述药剂的引导部，以及在所述基板的下面设置的检测电 极；且在所述底面上设置有凹下部和用于贯通所述凹下部和所述基板的下面的第一贯通孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中谷将也，尾崎亘彦，冈弘章，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]