JPWO2011010721A1 - 細胞電位測定容器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、細胞電位測定容器を用いた細胞の電位測定において、ベースラインのうねりが生じず、正確な測定結果を得ることが容易である細胞電位測定容器を提供することを課題とする。本発明は、容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、前記容器胴体部は、上端及び下端が開口した複数の筒状部と、下端に接合しろを備え、前記電極基板は、基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記接合しろの箇所で、前記容器胴体部を両面テープにより接合したことを特徴とする細胞電位測定容器及び細胞電位測定容器の製造方法を提供する。
Description
本発明は、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器及びその製造方法に関する。
現代の新規薬物開発においては、薬物が引き起こす毒性について早期に見極めを行うことが求められている。この毒性の一種として、患者が重篤な不整脈を引き起こす疾患である薬物誘発性（後天性）ＱＴ延長症候群が知られている。
薬物誘発性ＱＴ延長症候群は、薬物の投与後に心電図上でのＱＴ間隔の延長がおこり、TdP（Torsades de pointes、トルサード・ド・ポアンツ＝非持続性多形性心室頻脈）から、しばしば心室細動が起こり、失神、突然死をきたす重篤な疾患である。実際、1980年以降に米国市場で販売中止となった25品目の薬物のうち、5品目は薬物誘発性ＱＴ延長症候群を引き起こす疑いが認められた。
このため、薬物が引き起こす毒性を見極めるために、薬物を投与した培養液中の細胞の電位の変化から、薬物がイオンチャネルの活動に与える影響を観察する測定方法が開示されている（非特許文献１）。この測定方法は、細胞電位測定容器を電位測定装置に搭載して行われる。この細胞電位測定容器は、培養液と共に細胞を収容する複数のウェルを備え、かつ、各ウェルの底面には、測定電極及び参照電極が配設されている。
しかしながら、液体接着剤により接着させた細胞電位測定容器では、図５（ｂ）に示すような測定データのベースラインにうねりが生じることがあり、正確な測定結果を得ることが困難となる場合があった。
URL:http://www.brck.co.jp/MCS/qtscreencataloguejp1.pdf
本発明は、細胞電位測定容器を用いた細胞の電位測定において、ベースラインのうねりが生じず、正確な測定結果を得ることが容易である細胞電位測定容器を提供することを課題とする。
かかる課題を解決するために、本発明は、容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、前記容器胴体部は、上端及び下端が開口した複数の筒状部と、下端に接合しろを備え、前記電極基板は、基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記接合しろの箇所で、前記容器胴体部を両面テープにより接合したことを特徴とする細胞電位測定容器及び細胞電位測定容器の製造方法を提供する。
本発明の細胞電位測定容器は、各ウェルにおいて複数の新規薬物候補の化合物に対する細胞の電位変化を測定するためのシステムに用いる使い捨ての一部品である。本発明の細胞電位測定容器は、専用の電位測定装置（図示せず）に搭載して用いられる。その構成は、複数のウェルを有する。この複数のウェルは、容器胴体部の下端に電極基板を接合することにより形成される。つまり、容器胴体部は各ウェルの側壁となり、電極基板は各ウェルの底面となる。形成されたウェルは測定時に用いる媒体（通常は培養液）を収容することができる程度に液密である。そして、各ウェルの底面にはそれぞれ測定電極及び参照電極が配設されている。これにより、各ウェルにおいて細胞の電位を測定することができる。尚、本発明において、「細胞」とは、１の細胞のみだけではなく、複数の細胞が凝集した細胞塊（スフェロイド）も含むものとして解釈しなければならない。
本発明の細胞電位測定容器は、上述したように使い捨てのものである。したがって、製品を安価とすべく、少なくとも容器胴体部は全て樹脂製であることが望ましい。樹脂は、容器胴体部が成型可能であり、電気絶縁性であれば、本発明においては特に限定されるものではない。樹脂の具体例を挙げるとするならば、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル及びポリカーボネート等が挙げられる。特に、材料費が安価であり、かつ透明性が高く、見た目がよい観点から、樹脂はポリスチレンが好ましい。また、容器胴体部の製造方法は、当該容器胴体部の製造が容易であれば必ずしも限定されるものではないが、容器胴体部の構造が複雑であることを考慮すると、通常は射出成型で製造するのが望ましい。
容器胴体部は、各ウェルの側壁となる筒状部及び接合しろを備える。
筒状部は、上端及び下端が開口している。上端が開口しているのは、測定時における細胞や培養液を収容するためであり、下端が開口しているのは、後述する電極基板を底面とするためである。尚、筒状部の形状は、本発明においては特に限定されるものではないが、製造が容易である観点から、円筒形であることが望ましい。
接合しろは、容器胴体部の下端に配設される。接合しろは、後述する両面テープによる接合の箇所となるだけでなく、複数の筒状部を保持する役割もある。両面テープによる接合強度を高めるために、容器胴体部の下面においては、筒状部の下端以外の箇所は全て接合しろであることが望ましい。但し、本発明は、必ずしも接合しろの面積によって限定されるものではない。
一方、電極基板は、基板本体を備え、当該基板本体の片面上に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されている。
基板本体は、いわゆる電気絶縁性の材料からなる。その材料は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ等を含むガラスコンポジット及びアルミナ等が挙げられるが、測定電極及び参照電極の構築が容易であり、導電性が高く、機械的強度があり、コストが安価である観点から、一般的にはガラスエポキシが選定されることが多い。但し、本発明は、これら基板本体の材料に限定されるものではない。
測定電極は、細胞が接触して、細胞のイオンチャネルの活動を電位として測定する電極であり、参照電極は、測定時に用いる媒体（通常は培養液）と接触していわゆる基準となる電位を測定する電極である。測定電極及び参照電極は、電極基板が容器胴体部と接合してウェルを形成した際に、各ウェルの底面においてそれぞれ１つずつ存在するような位置に配設されている。勿論、各ウェルの底面においても測定電極及び参照電極は電気的に接続されるものではない。測定電極及び参照電極の材料は、例えば、金、銀、炭素、白金、酸化ルテニウム及びパラジウム等が挙げられる。特に、電気伝導度が高い観点から金が好適に用いられるが、本発明は、これら電極の材料に限定されるものではない。また、測定電極及び参照電極は、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット法、スパッタリング又は蒸着等の手法により適宜構築可能である。したがって、本発明は、これら電極の構築方法によっても限定されるものではない。
そして、容器胴体部及び電極基板の接合は、両面テープにより行われる。接合の箇所は、容器胴体部における接合しろで行う。接合は、少なくとも容器胴体部の筒状部の下端においては両面テープが存在しないように接合する。つまり、両面テープの形状は容器胴体部の接合しろの形状にあわせて調整される。尚、両面テープの種類に関しては、容器胴体部と電極基板との接合強度が十分であり、かつ電気絶縁性、耐水性（撥水性）及び耐薬品性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ニチバン両面テープ（ニチバン社製）、構造用接合テープ（住友スリーエム社製）の両面テープが好適に使用できる。また、接合は、両面テープの片面を容器胴体部の接合しろと接合した後、両面テープのもう片面を電極基板に接合してもよいし、又はその逆であってもよい。さらに、接合を正確に行うために、例えば、位置決めをする孔を、容器胴体部、電極基板及び両面テープにそれぞれ設けておくことが望ましいが、本発明は、位置決めをする孔の有無に必ずしも限定されるものではない。この両面テープの使用により、驚くべきことに、細胞の電位の測定におけるベースラインのうねりが無くなった。
本発明の細胞電位測定容器によれば、測定データのベースラインのうねりが生じず、正確な測定結果を得ることが容易となる。
以下、本発明の実施態様について図を用いて説明するが、本発明は、以下に説明する実施態様に限定して解釈してはならない。
図１は、本発明の細胞電位測定容器の分解斜視図である。本発明の細胞電位測定容器は、主として容器胴体部１、電極基板２及び両面テープ３により構成される。樹脂製の容器胴体部１は、上端及び下端が開口した複数の円筒形の筒状部１１及び接合しろ１２を備える。各筒状部１１の内腔の構造に関しては後述する。各筒状部１１は、ウェルの側壁を構成する。接合しろ１２は、容器胴体部１の下端に配設される。接合しろ１２に関しては、図２も参照して説明する。図２は、容器胴体部１の部分下面図（９ウェル分）である。斜線は、接合しろ１２であって、後述する両面テープ３と接合する箇所でもある。
一方で、電極基板２は、ウェルの底面を構成する。電極基板２は、電気絶縁性の材料からなる基板本体２１を備え、当該電極基板２１上に複数の測定電極２２及び参照電極２３が配設されている。図１における電極基板２における測定電極２２は、Ｃ字型の参照電極２３の略中心に配設されている。測定電極２２は、図１ではわかりにくいほど微細な構造であるため、詳細は図３及び図４において説明する。そして、全ての測定電極２２及び参照電極２３はそれぞれ独立したリード線２４により電極基板の一辺に一列に並んだコネクタ２５までリード（ｌｅａｄ）される。参照電極２３の形状がＣ字型であるのは、測定電極２２をコネクタ２５までリード（ｌｅａｄ）するために、リード線を配設するためのスペースを確保するためでもある。コネクタ２５は、図示しないが、電極基板２の裏面（測定電極２２及び参照電極２３が配設されていない面）にも配設されている。そして、専用の電位測定装置（図示せず）に本発明の細胞電位測定容器を載置した際に、電極基板２の裏面におけるコネクタ２５は、当該専用の電位測定装置と電気的に接続され、細胞の電位の測定を可能とする。
両面テープ３の形状は、容器胴体部１の接合しろ１２の形状に従って調整する。つまり、両面テープ３の容器胴体部１の筒状部１１の下端開口に対応する部分は、切り抜かれている。これにより、電極基板２は、ウェルの底面として露呈される。この点は、図３を参照すると理解が容易である。図３は、ある１つのウェルの断面図である。図３における測定部１１１、測定孔１１２及び保持手段１１３に関しては、図４も参照にして説明した方が、理解が容易であるため、後述する。
図４は、本発明の細胞電位測定容器の好ましい実施態様であって、ある１つのウェル４の上面図である。ウェル４は、容器胴体部１の筒状部１１を側壁とし、電極基板２を底面とする。各ウェル４の底面において、測定電極２２及び参照電極２３がそれぞれ配設されている。ウェル４の側壁となる筒状部１１には、円形の測定孔１１２を有する測定部１１１及び４つの保持手段１１３が具備される。測定孔１１２には、微細な構造の測定電極２２が露呈される。この構造により、測定部１１１に置かれた細胞は、当該細胞の自重によって測定孔１１２まで移動し、当該測定孔１１２に露呈された測定電極２２と接触することができる。一方、参照電極２３は、ウェル４の底面において、測定部１１２の外周において露呈される。
図５（ａ）は、本発明の細胞電位測定容器（両面テープ３として、構造用接合テープ（住友スリーエム社製）を使用）を用いて電位（ベースライン）を測定した結果である。比較として、両面テープ３の代わりに液体接着剤Ｌｏｃｔｉｔｅ４０１（ヘンケル社製）により接着させた細胞電位測定容器を用いて電位（ベースライン）を測定した結果を図５（ｂ）に示す。液体接着剤により接着させた細胞電位測定容器の結果は、ベースラインにうねりが生じているのに対して、本発明の細胞電位測定容器を用いた結果は、このうねりは見事に消えていた。
尚、本発明の細胞電位測定容器を用いた細胞の電位の測定方法は、従来の細胞電位測定容器を用いた方法をほぼ参照できる。但し、本発明の細胞電位測定容器が、図３及び４に示されるように、測定部１１１を備える態様である場合は、細胞を測定部１１１に置く点が従来の方法と相違する。測定部１１１に置かれた細胞は、測定部１１１の縮径構造及び当該細胞の自重によって測定孔１１２にまで移動し、当該測定孔１１２に露呈された測定電極２２と接触することができる。
本発明は、正確に細胞の電位の測定を可能とするため、迅速な薬物のスクリーニングを実現し、新薬開発の一助となるであろう。
１ 容器胴体部
１１ 筒状部
１１１ 測定部
１１２ 測定孔
１１３ 保持手段
１２ 接合しろ
２ 電極基板
２１ 基板本体
２２ 測定電極
２３ 参照電極
２４ リード線
２５ コネクタ
３ 両面テープ
４ ウェル
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Claims (2)
- 容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、
前記容器胴体部は、
上端及び下端が開口した複数の筒状部と、
下端に接合しろを備え、
前記電極基板は、
基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、
前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記接合しろの箇所で、前記容器胴体部を両面テープにより接合した
ことを特徴とする細胞電位測定容器。 - 容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、
前記容器胴体部は、
上端及び下端が開口した複数の筒状部と、
下端に接合しろを備え、
前記電極基板は、
基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、
前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記接合しろの箇所で、前記容器胴体部を両面テープにより接合する
ことを特徴とする細胞電位測定容器の製造方法。
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| JP2004534226A (ja) * | 2001-06-29 | 2004-11-11 | メソ スケイル テクノロジーズ，エルエルシー | 発光試験測定用のアッセイプレート、リーダシステム及び方法 |
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2010
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- 2010-07-23 US US13/386,583 patent/US20120119762A1/en not_active Abandoned
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