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JP7705763B2 - Extracellular potential measurement plate - Google Patents
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JP7705763B2 - Extracellular potential measurement plate - Google Patents

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Description

本発明は、細胞外電位計測プレートに関する。 The present invention relates to an extracellular potential measurement plate.

従来、複数の電極により構成される電極アレイ(Micro-Electrode Array)を備えた細胞計測容器を用いて、細胞の活動により生じる細胞外電位を計測するシステムが知られている。当該システムでは、例えば、神経細胞の細胞外電位を計測することができる。従来の細胞計測容器の構造は、特許文献1などに記載されている。 Conventionally, a system is known that uses a cell measurement container equipped with an electrode array (micro-electrode array) consisting of multiple electrodes to measure extracellular potentials generated by cellular activity. This system can measure, for example, the extracellular potential of nerve cells. The structure of a conventional cell measurement container is described in Patent Document 1, etc.

細胞計測容器の電極アレイは、作用電極と、参照電極とを含む。細胞外電位を計測するときには、まず、細胞を含む培養液(細胞懸濁液)が、作用電極の上に滴下される。すなわち、細胞懸濁液が、複数の作用電極を覆うように滴下される。細胞懸濁液の滴下後、液中の複数の細胞が、作用電極上に沈下し、細胞層を形成する。細胞層が形成された後、複数の作用電極および参照電極に接続された計測装置により、細胞層の細胞外電位が計測される。 The electrode array of the cell measurement container includes a working electrode and a reference electrode. When measuring the extracellular potential, first, a culture solution containing cells (cell suspension) is dripped onto the working electrode. That is, the cell suspension is dripped so as to cover the multiple working electrodes. After the cell suspension is dripped, the multiple cells in the solution sink onto the working electrode and form a cell layer. After the cell layer is formed, the extracellular potential of the cell layer is measured by a measuring device connected to the multiple working electrodes and the reference electrode.

特表2002-523726号公報Special Publication No. 2002-523726

作用電極上に細胞懸濁液が滴下された後、液滴内の細胞は液滴の底面全体に広がる。しかしながら、作用電極の大きさは、液滴の底面に対して極めて小さいため、大部分の細胞は、作用電極外に沈下することとなる。そうすると、大部分の細胞は、細胞外電位の計測に寄与しないため、細胞が無駄に消費されることとなる。IPS細胞などは、極めて高価なため、できるだけ細胞の使用量を少なくすることが望まれている。しかしながら、細胞懸濁液中の細胞数を少なくすると、作用電極上に充分な細胞が沈下しないことにより、細胞外電位の計測を有効に行うことが困難となる。 After the cell suspension is dropped onto the working electrode, the cells in the droplet spread across the entire bottom surface of the droplet. However, because the size of the working electrode is extremely small compared to the bottom surface of the droplet, most of the cells sink outside the working electrode. As a result, most of the cells do not contribute to the measurement of the extracellular potential, and are wasted. Since IPS cells and the like are extremely expensive, it is desirable to minimize the amount of cells used. However, if the number of cells in the cell suspension is reduced, not enough cells will sink onto the working electrode, making it difficult to effectively measure the extracellular potential.

本発明の目的は、細胞懸濁液中の細胞が少ない場合であっても、細胞外電位を有効に計測できる技術を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a technology that can effectively measure extracellular potential even when there are only a few cells in a cell suspension.

上記課題を解決するため、第1態様は、細胞外電位計測プレートであって、細胞外電位を計測するための少なくとも1つの作用電極と、参照電極と、前記参照電極よりも前記作用電極に近い位置に配置され、細胞に誘電泳動力を作用させる電圧が印加される少なくとも1つの一対の誘電泳動電極と、細胞を含む細胞懸濁液が滴下される計測面と、を備え、前記作用電極が、前記一対の誘電泳動電極の間に位置し、前記一対の誘電泳動電極が、前記計測面に配置されており、前記細胞外電位計測プレートは、前記一対の誘電泳動電極の表面全部を覆う絶縁膜、をさらに備える。 In order to solve the above problems, a first aspect is an extracellular potential measurement plate comprising at least one working electrode for measuring an extracellular potential, a reference electrode, at least one pair of dielectrophoretic electrodes arranged closer to the working electrode than the reference electrode and to which a voltage is applied to apply a dielectrophoretic force to cells, and a measurement surface onto which a cell suspension containing cells is dropped , wherein the working electrode is located between the pair of dielectrophoretic electrodes and the pair of dielectrophoretic electrodes are arranged on the measurement surface, and the extracellular potential measurement plate further comprises an insulating film covering the entire surfaces of the pair of dielectrophoretic electrodes.

第2態様は、第1態様の細胞外電位計測プレートであって、前記作用電極および前記参照電極が、前記計測面に配置されている。 A second aspect is the extracellular potential measurement plate of the first aspect, in which the working electrode and the reference electrode are disposed on the measurement surface.

態様は、第態様または第2態様の細胞外電位計測プレートであって、前記作用電極が、前記一対の誘電泳動電極の最短経路上に配置されている。 A third aspect is the extracellular potential measurement plate of the first or second aspect , wherein the working electrode is disposed on the shortest path between the pair of dielectrophoresis electrodes.

態様は、第態様の細胞外電位計測プレートであって、前記一対の誘電泳動電極のうち少なくとも一方は、前記作用電極に近づくに連れて幅が狭くなる形状を有する。 A fourth aspect is the extracellular potential measurement plate of the third aspect, wherein at least one of the pair of dielectrophoretic electrodes has a shape whose width narrows toward the working electrode.

態様は、第態様から第態様のいずれか1つの細胞外電位計測プレートであって、前記計測面は、前記一対の誘電泳動電極と前記参照電極との間を通り、前記参照電極および前記一対の誘電泳動電極を囲む環状の液滴制御領域を有し、前記液滴制御領域の接触角は、前記液滴制御領域より内側の領域の接触角よりも大きい。 A fifth aspect is an extracellular potential measurement plate according to any one of the first to fourth aspects, wherein the measurement surface has an annular droplet control region that passes between the pair of dielectrophoretic electrodes and the reference electrode and surrounds the reference electrode and the pair of dielectrophoretic electrodes, and the contact angle of the droplet control region is larger than the contact angle of an area inside the droplet control region.

態様は、第1態様から第態様のいずれか1つの細胞外電位計測プレートであって、複数の前記作用電極と、複数の前記一対の誘電泳動電極と、を備え、各前記作用電極が、各前記一対の誘電泳動電極の間に配置される。 A sixth aspect is an extracellular potential measurement plate according to any one of the first to fifth aspects, comprising a plurality of the working electrodes and a plurality of the pairs of dielectrophoretic electrodes, each of the working electrodes being disposed between each of the pairs of dielectrophoretic electrodes.

態様は、第態様の細胞外電位計測プレートであって、2つの前記作用電極の間に、共通の配線で互いに電気的に接続された2つの前記誘電泳動電極が配置されている。 A seventh aspect is the extracellular potential measurement plate of the sixth aspect, in which the two dielectrophoresis electrodes electrically connected to each other by a common wiring are disposed between the two working electrodes.

態様は、第1態様から第態様のいずれか1つの細胞外電位計測プレートであって、前記作用電極に対して、前記一対の誘電泳動電極よりも遠くに位置し、夾雑物に誘電泳動力を作用させる電圧が印加される一対の誘電泳動サブ電極、をさらに備える An eighth aspect is an extracellular potential measurement plate according to any one of the first to seventh aspects, further comprising a pair of dielectrophoretic sub -electrodes located farther away from the working electrode than the pair of dielectrophoretic electrodes and to which a voltage is applied that applies a dielectrophoretic force to impurities .

第1態様の細胞外電位計測プレートによれば、一対の誘電泳動電極間に電圧を印加することにより、細胞を一対の誘電泳動電極の間に引きつけることができる。これにより、作用電極に細胞を捕集できるため、細胞が少ない場合であっても、細胞外電位を有効に計測できる。
態様の細胞外電位計測プレートによれば、計測面に配置された一対の誘電泳動電極により細胞を捕集できる。
第1態様の細胞外電位計測プレートによれば、一対の誘電泳動電極を絶縁膜で覆うことにより、一対の誘電泳動電極が液体と直接接することが抑制される。このため、一対の誘電泳動電極間に細胞を移動させるほどの高電圧を印加した場合でも、電極金属の電気分解を抑制できる。また、一対の誘電泳動電極を絶縁膜で覆うことにより、電極金属の劣化および摩耗を抑制できる。
According to the extracellular potential measurement plate of the first aspect, cells can be attracted between the pair of dielectrophoretic electrodes by applying a voltage between the pair of dielectrophoretic electrodes, and thus the cells can be collected on the working electrode, so that the extracellular potential can be effectively measured even when the number of cells is small.
According to the extracellular potential measurement plate of the first aspect, cells can be collected by a pair of dielectrophoretic electrodes arranged on the measurement surface.
According to the extracellular potential measurement plate of the first aspect, the pair of dielectrophoretic electrodes is covered with an insulating film, thereby preventing the pair of dielectrophoretic electrodes from coming into direct contact with a liquid. Therefore, even if a high voltage sufficient to move cells is applied between the pair of dielectrophoretic electrodes, electrolysis of the electrode metal can be prevented. Furthermore, by covering the pair of dielectrophoretic electrodes with an insulating film, deterioration and wear of the electrode metal can be prevented.

第2態様の細胞外電位計測プレートによれば、計測面に配置された作用電極および参照電極を用いて、細胞外電位を計測できる。 According to the second embodiment of the extracellular potential measurement plate, the extracellular potential can be measured using a working electrode and a reference electrode arranged on the measurement surface.

態様の細胞外電位計測プレートによれば、作用電極上に細胞を効率的に捕集できる。 According to the extracellular potential measurement plate of the third aspect, cells can be efficiently collected on the working electrode.

態様の細胞外電位計測プレートによれば、作用電極に近くで強い電界を発生させることができるため、作用電極への細胞の捕集能力を向上できる。 According to the extracellular potential measurement plate of the fourth aspect, a strong electric field can be generated near the working electrode, so that the ability of the working electrode to capture cells can be improved.

態様の細胞外電位計測プレートによれば、細胞懸濁液を計測面上に滴下したときに、液滴制御領域の内側に液滴を維持できる。この状態で、一対の誘電泳動電極間に電圧を印加することによって、細胞を作用電極上に効率的に捕集できる。 According to the fifth aspect of the extracellular potential measurement plate, when a cell suspension is dropped onto the measurement surface, the droplets can be maintained inside the droplet control region. In this state, by applying a voltage between the pair of dielectrophoretic electrodes, the cells can be efficiently captured on the working electrode.

態様の細胞外電位計測プレートによれば、作用電極に細胞を捕集できる。 According to the extracellular potential measurement plate of the sixth aspect, cells can be collected on the working electrode.

態様の細胞外電位計測プレートによれば、2つの誘電泳動電極を共通の配線で接続することにより、配線に必要なスペースを小さくすることができる。 According to the extracellular potential measurement plate of the seventh aspect, the two dielectrophoresis electrodes are connected by a common wiring, so that the space required for wiring can be reduced.

態様の細胞外電位計測プレートによれば、細胞懸濁液に夾雑物が含まれる場合に、一対の誘電泳動サブ電極に夾雑物を選択的に引き寄せる電圧を、一対の誘電泳動サブ電極に印加することによって、夾雑物を作用電極から遠ざけることができる。 According to the eighth aspect of the extracellular potential measurement plate, when impurities are contained in the cell suspension, the impurities can be moved away from the working electrode by applying a voltage to a pair of dielectrophoretic sub-electrodes that selectively attracts the impurities to the pair of dielectrophoretic sub-electrodes.

第1実施形態に係る細胞外電位計測プレートの概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of an extracellular potential measurement plate according to a first embodiment. 図1に示す細胞外電位計測プレートの計測面を示す上面図である。2 is a top view showing the measurement surface of the extracellular potential measurement plate shown in FIG. 1 . 図2に示すA-A線に沿う位置における細胞外電位計測プレートの断面の一部を示す図である。3 is a diagram showing a part of a cross section of the extracellular potential measurement plate taken along the line AA shown in FIG. 2. FIG. 多数の細胞が作用電極上に捕集される様子を概念的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view conceptually showing a state in which a large number of cells are captured on a working electrode. 誘電泳動電極の変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the dielectrophoretic electrode. 誘電泳動電極のその他の変形例を示す図である。13A to 13C are diagrams showing other modified examples of the dielectrophoretic electrodes. 第2実施形態に係る細胞外電位計測プレートの計測面を示す上面図である。FIG. 11 is a top view showing the measurement surface of an extracellular potential measurement plate according to a second embodiment. 第3実施形態に係る細胞外電位計測プレートの計測面を示す上面図である。FIG. 13 is a top view showing the measurement surface of an extracellular potential measurement plate according to a third embodiment. 第4実施形態に係る細胞外電位計測プレートの計測面を示す上面図である。FIG. 13 is a top view showing the measurement surface of an extracellular potential measurement plate according to a fourth embodiment.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。また、作用電極20を通る上下方向に延びる軸を想定し、当該軸を中心とする回転方向を「周方向」と称する。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. Note that the components described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention to these alone. In the drawings, the dimensions and numbers of each part may be exaggerated or simplified as necessary for ease of understanding. In addition, an axis extending in the vertical direction through the working electrode 20 is assumed, and the direction of rotation around this axis is referred to as the "circumferential direction."

<1. 第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る細胞外電位計測プレート1の概略斜視図である。図1以降の各図においては、作用電極20、誘電泳動電極41,42、参照電極31,32に接続されている配線については、一部のみを図示しており、詳細な構造を省略している。
1. First embodiment
Fig. 1 is a schematic perspective view of an extracellular potential measurement plate 1 according to the first embodiment. In each of the figures following Fig. 1, only a portion of the wiring connected to the working electrode 20, the dielectrophoretic electrodes 41 and 42, and the reference electrodes 31 and 32 is shown, and detailed structures are omitted.

細胞外電位計測プレート1は、内部に細胞および培地を収容および保持するとともに、細胞外電位を計測するための容器である。細胞外電位計測プレート1は、底面に、細胞外電位計測プレート1内に収容された細胞または組織の電気的特性を計測するための電極を有している。 The extracellular potential measurement plate 1 is a container for containing and holding cells and culture medium and for measuring the extracellular potential. The extracellular potential measurement plate 1 has electrodes on its bottom surface for measuring the electrical properties of the cells or tissue contained within the extracellular potential measurement plate 1.

細胞外電位計測プレート1は、カップ状の凹部90を有する本体部9と、凹部90の底面を構成する計測面8とを有する。細胞外電位計測プレート1は、本体部9が1つの凹部90を有する有底円筒形の容器である。本体部9は、平板状の底部91と、底部91の縁部から上方に延びる側壁部92とを有する。底部91の上面が計測面8となっている。なお、細胞外電位計測プレート1は、複数の凹部90を有する、いわゆるマルチウェルプレートであってもよい。 The extracellular potential measurement plate 1 has a main body 9 having a cup-shaped recess 90, and a measurement surface 8 that constitutes the bottom surface of the recess 90. The extracellular potential measurement plate 1 is a cylindrical container with a bottom, and the main body 9 has one recess 90. The main body 9 has a flat bottom 91 and a side wall 92 that extends upward from the edge of the bottom 91. The upper surface of the bottom 91 forms the measurement surface 8. The extracellular potential measurement plate 1 may be a so-called multi-well plate that has multiple recesses 90.

以下の説明では、計測面8と平行な方向を「水平方向」と称し、計測面8と直交する方向を「上下方向」と称する。なお、細胞外電位計測プレート1の使用時において、計測面8が水平方向と平行になることは必須ではない。 In the following description, the direction parallel to the measurement surface 8 is referred to as the "horizontal direction," and the direction perpendicular to the measurement surface 8 is referred to as the "vertical direction." Note that it is not essential that the measurement surface 8 be parallel to the horizontal direction when using the extracellular potential measurement plate 1.

細胞外電位計測プレート1は、計測面8が鉛直上向きとなるように、載置台等に載置される。そして、細胞を含む所定量の懸濁液(以下、「細胞懸濁液」と称する。)が、計測面8の上に滴下される。細胞懸濁液の滴下量は、例えば数μL(例えば4μL)程度である。細胞懸濁液が滴下された後、細胞外電位計測プレート1は、そのままの姿勢で一定時間放置される。この間に、滴下された細胞懸濁液中に含まれる細胞は、液中を沈下して、計測面8上においてシート状の細胞層を形成する。 The extracellular potential measurement plate 1 is placed on a table or the like so that the measurement surface 8 faces vertically upward. Then, a predetermined amount of a suspension containing cells (hereinafter referred to as a "cell suspension") is dripped onto the measurement surface 8. The amount of cell suspension dripped is, for example, about several μL (e.g., 4 μL). After the cell suspension has been dripped, the extracellular potential measurement plate 1 is left in that position for a certain period of time. During this time, the cells contained in the dripped cell suspension sink in the liquid and form a sheet-like cell layer on the measurement surface 8.

図2は、図1に示す細胞外電位計測プレート1の計測面8を示す上面図である。図3は、図2に示すA-A線に沿う位置における細胞外電位計測プレート1の断面の一部を示す図である。 Figure 2 is a top view showing the measurement surface 8 of the extracellular potential measurement plate 1 shown in Figure 1. Figure 3 is a diagram showing a part of a cross section of the extracellular potential measurement plate 1 at a position along the line A-A shown in Figure 2.

図2に示すように、細胞外電位計測プレート1の計測面8には、作用電極20と、一対の参照電極31,32と、一対の誘電泳動電極41,42とがそれぞれ配置されている。すなわち、作用電極20と、参照電極31,32と、誘電泳動電極41,42とは、凹部90内にそれぞれ配置されている。各電極は、例えば、Au、Pt、Ti、又は窒化チタン(TiN)やインジウム酸化スズ(InSnO)等の導電性化合物、又はTi/Al/Ti等の積層構によって構成され得る。 As shown in FIG. 2, a working electrode 20, a pair of reference electrodes 31, 32, and a pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42 are arranged on the measurement surface 8 of the extracellular potential measurement plate 1. That is, the working electrode 20, the reference electrodes 31, 32, and the dielectrophoretic electrodes 41, 42 are arranged in the recesses 90. Each electrode may be made of, for example, Au, Pt, Ti, or a conductive compound such as titanium nitride (TiN) or indium tin oxide (InSnO), or a laminate structure such as Ti/Al/Ti.

作用電極20は、細胞外電位を計測するための電極である。上面視における作用電極20の形状は、正方形である。ただし、作用電極20の形状は、正方形に限定されるものではなく、長方形または丸形など、任意に選択し得る。 The working electrode 20 is an electrode for measuring the extracellular potential. The shape of the working electrode 20 when viewed from above is square. However, the shape of the working electrode 20 is not limited to a square and can be any shape, such as a rectangle or a circle.

参照電極31,32は、水平方向である第1方向d1に間隔をあけて配置されている。平面視において、参照電極31,32は、水平方向であって第1方向d1に直交する第2方向d2に延びる長方形である。参照電極31,32は、互いの長辺が向かい合う姿勢で配置されている。なお、参照電極31,32の形状は、長方形に限定されるものではなく、正方形状または丸形など、任意に選択し得る。また、参照電極31,32の形状は、周方向に沿った円弧状であってもよい。図示を省略するが、参照電極31,32は、配線によって電気的に接続されている。参照電極は、細胞外電位の計測時において、電位の基準点を与える電極である。なお、細胞外電位計測プレート1は、参照電極31,32のうち一方のみを備えていてもよい。 The reference electrodes 31 and 32 are arranged at intervals in the first direction d1, which is a horizontal direction. In a plan view, the reference electrodes 31 and 32 are rectangular extending in a second direction d2, which is horizontal and perpendicular to the first direction d1. The reference electrodes 31 and 32 are arranged with their long sides facing each other. The shape of the reference electrodes 31 and 32 is not limited to a rectangle, and may be any shape such as a square or a circle. The shape of the reference electrodes 31 and 32 may be an arc shape along the circumferential direction. Although not shown in the figure, the reference electrodes 31 and 32 are electrically connected by wiring. The reference electrode is an electrode that provides a reference point for the potential when measuring the extracellular potential. The extracellular potential measurement plate 1 may be provided with only one of the reference electrodes 31 and 32.

誘電泳動電極41,42は、計測面8に滴下される細胞懸濁液中の細胞(または組織片)を、誘電泳動電極41,42間に引きつけるための電極である。誘電泳動電極41,42は、第1方向d1に間隔をあけて配置されている。 The dielectrophoretic electrodes 41, 42 are electrodes for attracting cells (or tissue fragments) in the cell suspension dropped onto the measurement surface 8 between the dielectrophoretic electrodes 41, 42. The dielectrophoretic electrodes 41, 42 are spaced apart in the first direction d1.

第1方向d1において、作用電極20は、誘電泳動電極41,42の間に配置されている。誘電泳動電極41は、作用電極20に対して、参照電極31よりも近くに位置する。すなわち、作用電極20と誘電泳動電極41の間隔は、作用電極20と参照電極31の間隔よりも狭い。また、誘電泳動電極42は、作用電極20に対して、参照電極32よりも近くに位置する。すなわち、作用電極20と誘電泳動電極42の間隔は、作用電極20と参照電極32の間隔よりも狭い。 In the first direction d1, the working electrode 20 is disposed between the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. The dielectrophoretic electrode 41 is located closer to the working electrode 20 than the reference electrode 31. That is, the distance between the working electrode 20 and the dielectrophoretic electrode 41 is narrower than the distance between the working electrode 20 and the reference electrode 31. The dielectrophoretic electrode 42 is located closer to the working electrode 20 than the reference electrode 32. That is, the distance between the working electrode 20 and the dielectrophoretic electrode 42 is narrower than the distance between the working electrode 20 and the reference electrode 32.

作用電極20、参照電極31,32および誘電泳動電極41,42は、第1方向d1に配列されている。誘電泳動電極41は、第1方向d1において、作用電極20と参照電極31との間に配置されている。また、誘電泳動電極42は、第1方向d1において、作用電極20と参照電極32との間に配置されている。なお、参照電極31,32および誘電泳動電極41,42が、同じ方向(第1方向d1)に配列されることは必須ではない。例えば、参照電極31,32が第1方向d1に配列され、誘電泳動電極41,42が第1方向d1と交差する方向(例えば、第2方向d2)に配列されていてもよい。 The working electrode 20, the reference electrodes 31 and 32, and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 are arranged in a first direction d1. The dielectrophoretic electrode 41 is arranged between the working electrode 20 and the reference electrode 31 in the first direction d1. The dielectrophoretic electrode 42 is arranged between the working electrode 20 and the reference electrode 32 in the first direction d1. It is not essential that the reference electrodes 31 and 32 and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 are arranged in the same direction (first direction d1). For example, the reference electrodes 31 and 32 may be arranged in the first direction d1, and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 may be arranged in a direction intersecting the first direction d1 (for example, the second direction d2).

図3に示すように、作用電極20、参照電極31,32、誘電泳動電極41,42の各表面は、シリコン酸化膜(SiOx膜)等の絶縁膜50によって覆われている。ただし、作用電極20のうち一部は、絶縁膜50に覆われておらず、外部に露出している。また、参照電極31,32の各表面の一部は、絶縁膜50に覆われておらず、外部にそれぞれ露出している。一方、誘電泳動電極41,42の表面全部は、絶縁膜50で完全に覆われており、外部に露出していない。 As shown in FIG. 3, the surfaces of the working electrode 20, the reference electrodes 31 and 32, and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 are covered with an insulating film 50 such as a silicon oxide film (SiOx film). However, a portion of the working electrode 20 is not covered with the insulating film 50 and is exposed to the outside. Also, a portion of the surface of each of the reference electrodes 31 and 32 is not covered with the insulating film 50 and is exposed to the outside. On the other hand, the entire surfaces of the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 are completely covered with the insulating film 50 and are not exposed to the outside.

図4は、多数の細胞cが作用電極20上に捕集される様子を概念的に示す平面図である。細胞層を形成する場合、まず、作用電極20および誘電泳動電極41,42上に、細胞懸濁液が滴下される。この状態では、図4上段に示すように、多数の細胞cが、液滴内で分散した状態で浮遊している。細胞懸濁液が滴下された後、誘電泳動電極41,42間に、細胞懸濁液中の細胞cの電気的特性に応じた交流電圧が印加される。これにより、多数の細胞cに、誘電泳動電極41,42間に引きつける誘電泳動力が作用する。そして、時間の経過により、図4下段に示すように、誘電泳動電極41,42間に引きつけられた細胞cが、沈下することによって作用電極20上に蓄積する。これにより、作用電極20上に細胞層が形成される。 Figure 4 is a plan view conceptually showing how a large number of cells c are collected on the working electrode 20. When forming a cell layer, a cell suspension is first dripped onto the working electrode 20 and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. In this state, as shown in the upper part of Figure 4, a large number of cells c are suspended in a dispersed state within the droplet. After the cell suspension is dripped, an AC voltage according to the electrical characteristics of the cells c in the cell suspension is applied between the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. As a result, a dielectrophoretic force acts on the large number of cells c, attracting them between the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. Then, over time, as shown in the lower part of Figure 4, the cells c attracted between the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 sink and accumulate on the working electrode 20. As a result, a cell layer is formed on the working electrode 20.

以上のように、細胞外電位計測プレート1によれば、細胞懸濁液中の細胞cが少ない場合であっても、誘電泳動電極41,42によって細胞cを作用電極20上に捕集できる。これにより、作用電極20上に細胞層を形成できるため、細胞外電位を適切かつ有効に計測できる。また、IPS細胞などの高価な細胞について細胞外電位を計測する場合に、細胞の消費量を削減できるため、計測にかかるコストを抑制できる。 As described above, with the extracellular potential measurement plate 1, even if there are only a few cells c in the cell suspension, the cells c can be collected on the working electrode 20 by the dielectrophoretic electrodes 41, 42. This allows a cell layer to be formed on the working electrode 20, making it possible to measure the extracellular potential appropriately and effectively. In addition, when measuring the extracellular potential of expensive cells such as IPS cells, the amount of cells consumed can be reduced, thereby suppressing the cost of measurement.

図2に示すように、作用電極20は、好ましくは、誘電泳動電極41,42の中央に配置されている。また、作用電極20は、好ましくは、誘電泳動電極41,42を結ぶ最短経路上に配置されている。これにより、作用電極20上の電界を大きくすることができるため、作用電極20上に細胞cを効率的に捕集できる。 As shown in FIG. 2, the working electrode 20 is preferably disposed in the center of the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. The working electrode 20 is also preferably disposed on the shortest path connecting the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. This makes it possible to increase the electric field on the working electrode 20, thereby enabling the cells c to be efficiently collected on the working electrode 20.

誘電泳動電極41,42が絶縁膜50で覆われているため、誘電泳動電極41,42が液体と接することが抑制される。これにより、誘電泳動電極41,42間に、細胞cを移動させるほどの高周波高電圧が印加された場合でも、電極金属の電気分解を抑制できる。また、誘電泳動電極41,42が絶縁膜50で覆われていることにより、電極金属の劣化および摩耗を抑制できる。 Since the dielectrophoretic electrodes 41, 42 are covered with the insulating film 50, the dielectrophoretic electrodes 41, 42 are prevented from coming into contact with the liquid. This makes it possible to prevent electrolysis of the electrode metal even when a high-frequency voltage sufficient to move the cell c is applied between the dielectrophoretic electrodes 41, 42. In addition, because the dielectrophoretic electrodes 41, 42 are covered with the insulating film 50, deterioration and wear of the electrode metal can be prevented.

図5は、誘電泳動電極41,42の変形例を示す図である。図6は、誘電泳動電極41,42のその他の変形例を示す図である。図5および図6に示すように、誘電泳動電極41,42は、作用電極20に近づくに連れて幅が狭くなる形状を有している。具体的には、図5に示す例では、誘電泳動電極41,42の先端が、尖形状である。また、図6に示す例では、誘電泳動電極41,42の先端が、円弧状である。いずれの場合であっても作用電極20の近くで強い電界を発生させることができるため、作用電極20への細胞cの捕集能力を高めることができる。 Figure 5 is a diagram showing a modified example of the dielectrophoretic electrodes 41, 42. Figure 6 is a diagram showing another modified example of the dielectrophoretic electrodes 41, 42. As shown in Figures 5 and 6, the dielectrophoretic electrodes 41, 42 have a shape that narrows toward the working electrode 20. Specifically, in the example shown in Figure 5, the tips of the dielectrophoretic electrodes 41, 42 are pointed. Also, in the example shown in Figure 6, the tips of the dielectrophoretic electrodes 41, 42 are arc-shaped. In either case, a strong electric field can be generated near the working electrode 20, thereby improving the ability of the working electrode 20 to capture cells c.

図2に示すように、計測面8は、液滴の広がりを制御するための液滴制御領域60を有していてもよい。液滴制御領域60は、円環状を有している。ただし、液滴制御領域60の形状が、円環状であることは必須ではなく、角環状等であってもよい。図2に示すように、液滴制御領域60は、誘電泳動電極41と参照電極31との間、および、誘電泳動電極42と参照電極32との間に配置されている。作用電極20および誘電泳動電極41,42は、液滴制御領域60の内側の作用領域62に配置されている。また、参照電極31,32は、液滴制御領域60の外側の参照領域64に配置されている。 2, the measurement surface 8 may have a droplet control region 60 for controlling the spread of the droplet. The droplet control region 60 has a circular ring shape. However, the shape of the droplet control region 60 does not necessarily have to be a circular ring shape, and may be a square ring shape, etc. As shown in FIG. 2, the droplet control region 60 is disposed between the dielectrophoretic electrode 41 and the reference electrode 31, and between the dielectrophoretic electrode 42 and the reference electrode 32. The working electrode 20 and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 are disposed in an action region 62 inside the droplet control region 60. The reference electrodes 31 and 32 are disposed in a reference region 64 outside the droplet control region 60.

液滴制御領域60の表面は、例えば、金(Au)で構成される。一方、作用領域62(ただし、作用電極20の露出部分を除く。)の表面は、絶縁膜50で構成されている。金(Au)の平面状表面の接触角は約80°である。また、絶縁膜50がシリコン酸化膜で構成されている場合、絶縁膜50の平面状表面の接触角は、30°未満である。このため、液滴制御領域60の接触角(約80°)は、作用領域62の接触角(30°未満)よりも大きい。 The surface of the droplet control region 60 is made of, for example, gold (Au). On the other hand, the surface of the action region 62 (excluding the exposed portion of the working electrode 20) is made of an insulating film 50. The contact angle of the planar surface of gold (Au) is approximately 80°. Also, if the insulating film 50 is made of a silicon oxide film, the contact angle of the planar surface of the insulating film 50 is less than 30°. Therefore, the contact angle of the droplet control region 60 (approximately 80°) is larger than the contact angle of the action region 62 (less than 30°).

液滴制御領域60の接触角を、作用領域62の接触角よりも大きくすることによって、作用領域62に液滴が滴下された場合に、液滴制御領域60よりも外側に液滴が広がることを抑制できる。この状態で、誘電泳動電極41,42によって細胞cに誘電泳動力を作用させることによって、作用電極20上に細胞層を有効に形成できる。 By making the contact angle of the droplet control region 60 larger than the contact angle of the action region 62, when a droplet is dropped onto the action region 62, it is possible to prevent the droplet from spreading outside the droplet control region 60. In this state, a cell layer can be effectively formed on the action electrode 20 by applying a dielectrophoretic force to the cell c by the dielectrophoretic electrodes 41 and 42.

参照領域64(ただし、参照電極31,32の露出部分を除く。)の平面状表面も、作用領域62と同様に、絶縁膜50で覆われている。このため、液滴制御領域60の接触角は、参照領域64の接触角よりも大きくなる。 The planar surface of the reference region 64 (excluding the exposed portions of the reference electrodes 31 and 32) is also covered with the insulating film 50, similar to the action region 62. Therefore, the contact angle of the droplet control region 60 is larger than the contact angle of the reference region 64.

なお、液滴制御領域60の表面が、金(Au)で構成されることは必須ではない。すなわち、液滴制御領域60の接触角が、作用領域62の接触角よりも大きければ、液滴制御領域60の表面はどのような素材であってもよい。また、絶縁膜50の平面状表面の接触角が、底部91の平面状表面の接触角よりも大きい場合、液滴制御領域60を絶縁膜50で覆われた領域とし、作用領域62を絶縁膜50で覆われていない、底部91が露出した領域としてもよい。例えば、絶縁膜50が、感光性ポリイミド(接触角が約60°~約70°)で構成され、底部91が、石英ガラス(接触角が30°未満)で構成されている場合、絶縁膜50の接触角が、底部91の接触角よりも大きくなる。このとき、液滴制御領域60を絶縁膜50で覆われた領域とし、作用領域62を底部91が露出した領域とすることにより、液滴制御領域60の接触角を作用領域62の接触角よりも大きくすることができる。 It is not essential that the surface of the droplet control region 60 is made of gold (Au). In other words, the surface of the droplet control region 60 may be made of any material as long as the contact angle of the droplet control region 60 is larger than the contact angle of the action region 62. In addition, if the contact angle of the planar surface of the insulating film 50 is larger than the contact angle of the planar surface of the bottom 91, the droplet control region 60 may be a region covered with the insulating film 50, and the action region 62 may be a region not covered with the insulating film 50, where the bottom 91 is exposed. For example, if the insulating film 50 is made of photosensitive polyimide (contact angle of about 60° to about 70°) and the bottom 91 is made of quartz glass (contact angle of less than 30°), the contact angle of the insulating film 50 will be larger than the contact angle of the bottom 91. In this case, by making the droplet control region 60 a region covered with the insulating film 50 and the action region 62 a region where the bottom 91 is exposed, the contact angle of the droplet control region 60 can be made larger than the contact angle of the action region 62.

<2. 第2実施形態>
図7は、第2実施形態に係る細胞外電位計測プレート1Aの計測面8を示す上面図である。図7に示すように、細胞外電位計測プレート1Aは、参照電極31,32の間に、4つの作用電極20と、四対の誘電泳動電極41,42とを有している。すなわち、細胞外電位計測プレート1は、作用電極20と誘電泳動電極41,42の組合せを、4組備えている。4つの作用電極20は、第2方向d2に2行、第1方向d1に2列となるマトリクス状に配列されている。各作用電極20は、第1実施形態における作用電極20と同様に、第1方向d1において、一対の誘電泳動電極41,42の間に配置されている。
<2. Second embodiment>
Fig. 7 is a top view showing the measurement surface 8 of the extracellular potential measurement plate 1A according to the second embodiment. As shown in Fig. 7, the extracellular potential measurement plate 1A has four working electrodes 20 and four pairs of dielectrophoretic electrodes 41, 42 between the reference electrodes 31, 32. That is, the extracellular potential measurement plate 1 has four combinations of the working electrodes 20 and the dielectrophoretic electrodes 41, 42. The four working electrodes 20 are arranged in a matrix with two rows in the second direction d2 and two columns in the first direction d1. Each working electrode 20 is disposed between a pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42 in the first direction d1, similar to the working electrodes 20 in the first embodiment.

細胞外電位計測プレート1Aによれば、計測面8上において、複数の作用電極20が分散して配置されているため、細胞外電位を異なる位置で計測できる。また、細胞懸濁液を滴下した後、各対の誘電泳動電極41,42間に所定の交流電圧を印加することにより、細胞cを各作用電極20上に捕集できる。したがって、細胞数が少ない場合でも、各作用電極20上に細胞層を形成できるため、細胞外電位を適切かつ有効に計測できる。 According to the extracellular potential measurement plate 1A, multiple working electrodes 20 are distributed and arranged on the measurement surface 8, so that the extracellular potential can be measured at different positions. In addition, after dropping the cell suspension, cells c can be collected on each working electrode 20 by applying a predetermined AC voltage between each pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42. Therefore, even if the number of cells is small, a cell layer can be formed on each working electrode 20, so that the extracellular potential can be measured appropriately and effectively.

また、細胞外電位計測プレート1Aによれば、各対の誘電泳動電極41,42間に異なる交流電圧を印加することによって、作用電極20毎に、電気的特性が異なる細胞c
を選択的に捕集できる。したがって、細胞懸濁液に含まれる細胞cのサイズまたは熟成度等の特性に応じて、一対の誘電泳動電極41,42毎に印加する交流電圧を適切に設定することによって、特性の異なる多数の細胞cを、各作用電極20上に選択的に分離できる。そして、分離した細胞cを、細胞外電位の計測結果に基づいて、評価できる。
In addition, according to the extracellular potential measurement plate 1A, by applying different AC voltages between each pair of dielectrophoretic electrodes 41 and 42, cells c with different electrical characteristics can be measured for each working electrode 20.
Therefore, by appropriately setting the AC voltage applied to each pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42 according to the characteristics such as the size or maturity of the cells c contained in the cell suspension, a large number of cells c with different characteristics can be selectively separated onto each working electrode 20. Then, the separated cells c can be evaluated based on the measurement results of the extracellular potential.

なお、作用電極20の数量は、4つに限定されるものではなく、2~3つ、または、5つ以上であってもよい。また、1つの作用電極20に対して、一対の誘電泳動電極41,42が設けられることは必須ではない。すなわち、2つ以上の作用電極20に対して、一対の誘電泳動電極41,42が設けられていてもよい。換言すると、一対の誘電泳動電極41,42の間に、複数の作用電極20が配置されていてもよい。 The number of working electrodes 20 is not limited to four, and may be two to three, or five or more. Also, it is not essential that a pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42 is provided for one working electrode 20. That is, a pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42 may be provided for two or more working electrodes 20. In other words, multiple working electrodes 20 may be disposed between a pair of dielectrophoretic electrodes 41, 42.

<3. 第3実施形態>
図8は、第3実施形態に係る細胞外電位計測プレート1Bの計測面8を示す上面図である。細胞外電位計測プレート1Bは、細胞外電位計測プレート1Aと同様に、参照電極31,32の間に、4つの作用電極20と、四対の誘電泳動電極41,42とを備えている。ただし、第1方向d1に並ぶ2つの作用電極20,20の間に配置された誘電泳動電極42,42は、共通の配線44によって電気的に接続されている。このように、誘電泳動電極42,42が共通の配線44で接続されることにより、複数の誘電泳動電極42の配線に必要なスペースを小さくすることができる。また、共通の配線44を、電源またはGNDに接続することにより、2つの誘電泳動電極42,42の電位を制御することができる。このため、細胞外電位を計測するための計測装置の回路構成を単純化できる。
<3. Third embodiment>
FIG. 8 is a top view showing the measurement surface 8 of the extracellular potential measurement plate 1B according to the third embodiment. The extracellular potential measurement plate 1B includes four working electrodes 20 and four pairs of dielectrophoretic electrodes 41, 42 between the reference electrodes 31, 32, as in the extracellular potential measurement plate 1A. However, the dielectrophoretic electrodes 42, 42 arranged between the two working electrodes 20, 20 arranged in the first direction d1 are electrically connected by a common wiring 44. In this way, the dielectrophoretic electrodes 42, 42 are connected by the common wiring 44, so that the space required for wiring the multiple dielectrophoretic electrodes 42 can be reduced. In addition, the common wiring 44 can be connected to a power source or GND to control the potentials of the two dielectrophoretic electrodes 42, 42. This simplifies the circuit configuration of the measurement device for measuring the extracellular potential.

<4.第4実施形態>
図9は、第4実施形態に係る細胞外電位計測プレート1Cの計測面8を示す上面図である。図9に示すように、細胞外電位計測プレート1Cの計測面8には、作用電極20、参照電極31,32、および誘電泳動電極41,42に加えて、一対の誘電泳動サブ電極71,72が配置されている。
<4. Fourth embodiment>
Fig. 9 is a top view showing the measurement surface 8 of the extracellular potential measurement plate 1C according to the fourth embodiment. As shown in Fig. 9, a pair of dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 are arranged on the measurement surface 8 of the extracellular potential measurement plate 1C in addition to the working electrode 20, the reference electrodes 31, 32, and the dielectrophoretic electrodes 41, 42.

誘電泳動サブ電極71,72は、第1方向d1に離れて配置されている。上面視における誘電泳動サブ電極71,72の形状は、第2方向d2に延びる長方形状である。誘電泳動サブ電極71,72は、互いの長辺が第1方向d1において対向している。なお、誘電泳動サブ電極71,72の形状は、長方形以外であってもよい。誘電泳動サブ電極71,72は、誘電泳動電極41,42と同じ金属で構成され得る。また、誘電泳動サブ電極71,72の表面は、絶縁膜50で覆われている。 The dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 are spaced apart in the first direction d1. The dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 have a rectangular shape extending in the second direction d2 when viewed from above. The dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 have their long sides facing each other in the first direction d1. The dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 may have a shape other than rectangular. The dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 may be made of the same metal as the dielectrophoretic electrodes 41, 42. The surfaces of the dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 are covered with an insulating film 50.

誘電泳動サブ電極71は、作用電極20に対して参照電極31よりも近くに位置する。すなわち、作用電極20と誘電泳動サブ電極71の間隔は、作用電極20と参照電極31の間隔よりも狭い。また、誘電泳動サブ電極71は、作用電極20に対して誘電泳動電極41よりも遠くに位置する。すなわち、作用電極20と誘電泳動サブ電極71の間隔は、作用電極20と誘電泳動電極41の間隔よりも大きい。 The dielectrophoretic sub-electrode 71 is located closer to the working electrode 20 than the reference electrode 31. That is, the distance between the working electrode 20 and the dielectrophoretic sub-electrode 71 is narrower than the distance between the working electrode 20 and the reference electrode 31. Also, the dielectrophoretic sub-electrode 71 is located farther from the working electrode 20 than the dielectrophoretic electrode 41. That is, the distance between the working electrode 20 and the dielectrophoretic sub-electrode 71 is greater than the distance between the working electrode 20 and the dielectrophoretic electrode 41.

誘電泳動サブ電極72は、作用電極20に対して参照電極32よりも近くに位置する。また、誘電泳動サブ電極72は、作用電極20に対して誘電泳動電極42よりも遠くに位置する。 The dielectrophoretic sub-electrode 72 is located closer to the working electrode 20 than the reference electrode 32. Also, the dielectrophoretic sub-electrode 72 is located farther from the working electrode 20 than the dielectrophoretic electrode 42.

作用電極20、参照電極31,32、誘電泳動電極41,42および誘電泳動サブ電極71,72は、第1方向d1に配列されている。誘電泳動サブ電極71,72は、第1方向d1において、参照電極31,32の間に位置する。誘電泳動サブ電極71は、第1方向d1において、参照電極31と誘電泳動電極41の間に位置する。また、誘電泳動サブ電極72は、第1方向d1において、参照電極32と誘電泳動電極42の間に位置する。作用電極20および誘電泳動電極41,42は、第1方向d1において、誘電泳動サブ電極71,72の間に配置されている。 The working electrode 20, the reference electrodes 31 and 32, the dielectrophoretic electrodes 41 and 42, and the dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 are arranged in the first direction d1. The dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 are located between the reference electrodes 31 and 32 in the first direction d1. The dielectrophoretic sub-electrode 71 is located between the reference electrode 31 and the dielectrophoretic electrode 41 in the first direction d1. The dielectrophoretic sub-electrode 72 is located between the reference electrode 32 and the dielectrophoretic electrode 42 in the first direction d1. The working electrode 20 and the dielectrophoretic electrodes 41 and 42 are disposed between the dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 in the first direction d1.

計測面8に滴下する細胞懸濁液に、目的とする細胞c以外の夾雑物(細菌類または組織片等)が含まれる場合、誘電泳動サブ電極71,72間には、当該夾雑物を特異的に引きつける交流電圧が印加される。これにより、夾雑物が誘電泳動サブ電極71,72に引き寄せられるため、夾雑物を作用電極20から遠ざけることができる。したがって、作用電極20上において、夾雑物が細胞層の形成を阻害することを抑制できるため、細胞外電位を有効に計測できる。 If the cell suspension dropped onto the measurement surface 8 contains impurities (bacteria, tissue fragments, etc.) other than the target cells c, an AC voltage that specifically attracts the impurities is applied between the dielectrophoresis sub-electrodes 71, 72. This attracts the impurities to the dielectrophoresis sub-electrodes 71, 72, so that the impurities can be moved away from the working electrode 20. Therefore, the impurities can be prevented from inhibiting the formation of a cell layer on the working electrode 20, and the extracellular potential can be effectively measured.

第2方向d2において、誘電泳動サブ電極71,72の寸法は、誘電泳動電極41,42の寸法よりも大きい。このため、誘電泳動サブ電極71,72は、第2方向d2に広い範囲に電界を発生させることができる。したがって、夾雑物を有効に引き寄せることができる。 In the second direction d2, the dimensions of the dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 are larger than the dimensions of the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. Therefore, the dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 can generate an electric field over a wide range in the second direction d2. Therefore, impurities can be effectively attracted.

誘電泳動サブ電極71,72の間隔は、誘電泳動電極41,42の間隔よりも大きい。このため、誘電泳動サブ電極71,72により、夾雑物を誘電泳動電極41,42の間の領域よりも外側に引き寄せることができる。 The distance between the dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 is greater than the distance between the dielectrophoretic electrodes 41 and 42. Therefore, the dielectrophoretic sub-electrodes 71 and 72 can attract impurities to the outside of the region between the dielectrophoretic electrodes 41 and 42.

なお、誘電泳動電極41,42および誘電泳動サブ電極71,72が、同じ方向(第1方向d1)に配列されることは必須ではない。例えば、誘電泳動電極41,42が第1方向d1に配列され、誘電泳動サブ電極71,72が第1方向d1と交差する方向(例えば、第2方向d2)に配列されていてもよい。 It should be noted that it is not essential that the dielectrophoretic electrodes 41, 42 and the dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 are arranged in the same direction (first direction d1). For example, the dielectrophoretic electrodes 41, 42 may be arranged in the first direction d1, and the dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 may be arranged in a direction intersecting the first direction d1 (e.g., second direction d2).

また、参照電極31,32および誘電泳動サブ電極71、72が、同じ方向(第1方向d1)に配列されることは必須ではない。例えば、参照電極31,32が第1方向d1に配列され、誘電泳動サブ電極71,72が第1方向d1と交差する方向(例えば、第2方向d2)に配列されていてもよい。 Furthermore, it is not essential that the reference electrodes 31, 32 and the dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 are arranged in the same direction (first direction d1). For example, the reference electrodes 31, 32 may be arranged in the first direction d1, and the dielectrophoretic sub-electrodes 71, 72 may be arranged in a direction intersecting the first direction d1 (e.g., second direction d2).

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。 Although this invention has been described in detail, the above description is illustrative in all respects and does not limit the invention. It is understood that countless variations not illustrated can be imagined without departing from the scope of this invention. The configurations described in the above embodiments and variations can be combined or omitted as appropriate as long as they are not mutually contradictory.

1,1A,1B,1C 細胞外電位計測プレート
8 計測面
20 作用電極
31,32 参照電極
41,42 誘電泳動電極
44 配線
50 絶縁膜
60 液滴制御領域
71,72 誘電泳動サブ電極
c 細胞

1, 1A, 1B, 1C Extracellular potential measurement plate 8 Measurement surface 20 Working electrode 31, 32 Reference electrode 41, 42 Dielectrophoretic electrode 44 Wiring 50 Insulating film 60 Droplet control area 71, 72 Dielectrophoretic sub-electrode c Cell

Claims (8)

細胞外電位計測プレートであって、
細胞外電位を計測するための少なくとも1つの作用電極と、
参照電極と、
前記作用電極に対して、前記参照電極よりも近くに位置し、細胞に誘電泳動力を作用させる電圧が印加される少なくとも1つの一対の誘電泳動電極と、
細胞を含む細胞懸濁液が滴下される計測面と、
を備え、
前記作用電極が、前記一対の誘電泳動電極の間に位置し、
前記一対の誘電泳動電極が、前記計測面に配置されており、
前記細胞外電位計測プレートは、
前記一対の誘電泳動電極の表面全部を覆う絶縁膜、
をさらに備える、細胞外電位計測プレート。
An extracellular potential measuring plate,
at least one working electrode for measuring an extracellular potential;
A reference electrode;
At least one pair of dielectrophoretic electrodes located closer to the working electrode than the reference electrode and to which a voltage is applied to apply a dielectrophoretic force to the cells;
A measurement surface onto which a cell suspension containing cells is dropped;
Equipped with
the working electrode is located between the pair of dielectrophoretic electrodes;
the pair of dielectrophoretic electrodes is disposed on the measurement surface,
The extracellular potential measuring plate comprises:
an insulating film covering the entire surfaces of the pair of dielectrophoretic electrodes;
The extracellular potential measuring plate further comprises:
請求項1に記載の細胞外電位計測プレートであって、
前記作用電極および前記参照電極が、前記計測面に配置されている、細胞外電位計測プレート。
2. The extracellular potential measurement plate according to claim 1,
An extracellular potential measurement plate, wherein the working electrode and the reference electrode are disposed on the measurement surface.
請求項1または請求項2に記載の細胞外電位計測プレートであって、
前記作用電極が、前記一対の誘電泳動電極の最短経路上に配置されている、細胞外電位計測プレート。
The extracellular potential measuring plate according to claim 1 or 2,
An extracellular potential measuring plate, wherein the working electrode is disposed on the shortest path between the pair of dielectrophoresis electrodes.
請求項3に記載の細胞外電位計測プレートであって、
前記一対の誘電泳動電極のうち少なくとも一方は、前記作用電極に近づくに連れて幅が狭くなる形状を有する、細胞外電位計測プレート。
4. The extracellular potential measuring plate according to claim 3,
At least one of the pair of dielectrophoretic electrodes has a shape that narrows toward the working electrode.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の細胞外電位計測プレートであって、
前記計測面は、
前記一対の誘電泳動電極と前記参照電極との間を通り、前記参照電極および前記一対の誘電泳動電極を囲む環状の液滴制御領域を有し、
前記液滴制御領域の接触角は、前記液滴制御領域より内側の領域の接触角よりも大きい、細胞外電位計測プレート。
The extracellular potential measurement plate according to any one of claims 1 to 4,
The measurement surface is
a ring-shaped droplet control region that passes between the pair of dielectrophoretic electrodes and the reference electrode and surrounds the reference electrode and the pair of dielectrophoretic electrodes;
An extracellular potential measurement plate, wherein the contact angle of the droplet control region is larger than the contact angle of an area inside the droplet control region.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の細胞外電位計測プレートであって、
複数の前記作用電極と、
複数の前記一対の誘電泳動電極と、
を備え、
各前記作用電極が、各前記一対の誘電泳動電極の間に配置される、細胞外電位計測プレート。
The extracellular potential measurement plate according to any one of claims 1 to 5,
A plurality of the working electrodes;
A plurality of pairs of dielectrophoretic electrodes;
Equipped with
An extracellular potential measuring plate, wherein each of the working electrodes is disposed between each of the pairs of dielectrophoretic electrodes.
請求項6に記載の細胞外電位計測プレートであって、
2つの前記作用電極の間に、共通の配線で互いに電気的に接続された2つの前記誘電泳動電極が配置されている、細胞外電位計測プレート。
7. The extracellular potential measuring plate according to claim 6,
An extracellular potential measuring plate, wherein the two dielectrophoresis electrodes electrically connected to each other by a common wiring are disposed between the two working electrodes.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の細胞外電位計測プレートであって、
前記作用電極に対して、前記一対の誘電泳動電極よりも遠くに位置し、夾雑物に誘電泳動力を作用させる電圧が印加される一対の誘電泳動サブ電極、
をさらに備える、細胞外電位計測プレート。
The extracellular potential measurement plate according to any one of claims 1 to 7,
a pair of dielectrophoretic sub-electrodes located farther from the working electrode than the pair of dielectrophoretic electrodes, to which a voltage is applied for applying a dielectrophoretic force to impurities;
The extracellular potential measuring plate further comprises:
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