(57)【要約】本装置（１０）は、基本的に、内部に測定カード（１２）が配置される支持体（１１）、潅流装置（１３）、サーモスタット（１４）、測定ボックス（１５）、および、測定管理システム（１６）からなっている。測定カード（１２）は、一端がチャンバー内に通じ、他端がこのチャンバー外に位置している電極網を有する。潅流装置（１３）に連結されたこのチャンバー内に細胞群が配置される。支持体（１１）は、カード（１２）の電極を、測定ボックス（１５）を介して測定管理システム（１６）に連結するコネクタ（２５）からなっている。【選択図】図１
2004506868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞群の電気生理学的挙動の測定装置であって、分析される細胞を受け入れ、かつ、電極網（２５）を収容したチャンバー（２１）を備える測定カード（１２）を有し、前記電極の少なくとも幾つかは、導電通路で形成されたコネクタ（２８）を含むとともに、前記細胞群と接触しており、前記電極網の各電極は、前記コネクタの１つの導電通路と接触しており、このコネクタは、前記電極網の電極の少なくとも１つに電気信号を送るため、および、前記電極網の電極の少なくとも１つから電気信号を受けるための測定電子回路（１５）と連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記測定電子回路（１５）は、測定パラメータを管理するため、および、測定の信号を分析するために設けられた測定管理システム（１６）に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電極網（２５）の電極の少なくとも１つが、測定電極の機能を与える手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電極網（２５）の電極の少なくとも１つが、刺激電極の機能を与える手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記測定カード（１２）は、支持体（１１）内に配置されており、かつ前記コネクタ（２８）は、前記支持体と一体であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記支持体（１１）は、金属からなることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記支持体（１１）は、前記測定カード（１２）内の細胞群を加熱するために設けられた加熱手段（１４）と協働するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記測定カード（１２）は、前記細胞群を潅流するために設けられた潅流装置（１３）と協働するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記測定管理システム（１６）は、潅流装置（１３）と加熱手段（１４）を制御する手段を含むことを特徴とする、請求項２、７、８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記測定管理システム（１６）は、遠隔操作手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
可視化手段（３３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記可視化手段（３３）は、カメラ（３４）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、細胞群の電気生理学的挙動の測定装置に関する。
【０００２】
細胞群の電気生理学的挙動を測定するためには、電極網を備える測定装置内に細胞を位置させる。この網の各電極は、細胞群と接触する露出領域、細胞群を収容した容器の外からアクセス可能な露出領域、および、２つの露出領域を分離する絶縁領域からなっている。
【０００３】
この電気生理学的挙動の測定を可能にするために、種々の装置が、概して実験室用装置の形態で開発されてきた。
【０００４】
これらの装置には、幾つかの不都合な点がある。特に、容器の構造のために、細胞が長期間にわたって生存できない。さらに、使用者が細胞の電気生理学的挙動を測定しようとする時、供給針を電極網内の関連する電極と接触させるが、この接触は手で行われる。そのため、測定を、長期間または複数の電極に関して同時に行うことは困難である。
【０００５】
細胞群の１つの領域を刺激する必要がある場合、この刺激は、刺激電極を用いて手で実施される。そのため、測定が複雑になり、離れた所から測定を管理することが困難となる。結局、この装置は、測定結果のオンライン分析を予定していない。
【０００６】
本発明は、操作し易く、使用上の柔軟性が高く、かつ遠隔での管理が可能な装置を提供することによって、これらの不都合を緩和することを提案するものである。この装置は、特に細胞の長い生存期間を可能にし、そのため、長期間にわたる測定が可能になる。
【０００７】
この目的は、特許請求の範囲の前提部によって定義された装置において、分析される細胞を受け入れるチャンバーを有し、電極網を収容した測定カードを備え、それらの電極の少なくとも一部は、複数の導電性通路で形成されたコネクタを含むとともに、前記細胞群と接触しており、電極網の各電極は、コネクタの導電性通路の１つと接触しており、このコネクタは、前記電極網の電極の少なくとも１つに電気信号を伝達し、かつ、電極の少なくとも１つから電気信号を受けるための測定用電子回路と接続されていることを特徴とする装置によって達成される。
【０００８】
ある好適な実施形態によれば、測定用電子回路は、測定パラメータを管理し、測定信号を分析するために設けられた測定管理システムに接続されている。
【０００９】
この装置は、前記電極網の電極の少なくとも１つに測定電極の機能を付与する手段と、前記電極網の電極の少なくとも１つに刺激電極の機能を付与する手段を備えていることが好ましい。
【００１０】
前記カードは、支持体内に配置され、前記コネクタはこの支持体から絶縁されているのが好ましい。この支持体は、金属で構成されていることが望ましい。
【００１１】
ある好適な実施形態によれば、前記支持体は、前記測定カードを加熱するために設けられた加熱手段と協働するようになっている。
【００１２】
前記測定カードは、前記細胞群に潅流するために設けられた潅流装置と協働するようになっていると有利である。
【００１３】
ある好適な実施形態によれば、管理システムは、前記潅流装置を制御する手段と、加熱手段とを有し、かつ管理システムは、遠隔操作手段を有する。
【００１４】
前記装置は、カメラからなる可視化手段を有していると有利である。
【００１５】
本発明とその利点は、本発明の具体的な実施形態を、添付図面と共に参照することによって、さらによく理解しうると思う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
装置１０は、内部に測定カード１２が配置される支持体１１、潅流装置１３、加熱手段１４、測定用電子回路１５、および、例えばコンピュータ１７とモニタ１８を備えた測定管理システム１６からなっている。
【００１７】
支持体１１は、本質的に、内部に測定カード１２が配置される固定部１９と、可動部２０とで構成されている。測定カード１２は、本質的に、入口２２と出口２３を備え、かつ分析対象となる細胞を収容するチャンバー２１、前記チャンバーを閉鎖するために用いられる着脱自在なカバー２４、および、電極網２５からなっている。
【００１８】
この網を形成している複数の電極は、細胞群の中の幾つかの細胞と接触可能なように、前記チャンバー内に配置された第１部位２６、および、前記チャンバー外に配置された第２部位２７を有する。前記支持体の可動部２０は、測定カードの各電極と接触した一端を有する網状の導電路で形成されたフレキシブル電子回路と一体になっている。網状の他端は、支持体に固定されたコネクタと接触している。この支持体は、前記カードの周囲にファラデー遮蔽ケージを形成するように、金属で構成されていることが望ましい。
【００１９】
前記チャンバーは、ガス射出管２９とガス排出管３０を有しているのがよい。そのようにすると、前記チャンバー内にガスを導入することが可能になる。
【００２０】
前記支持体は、その固定部に貫通孔３１を、またその可動部に貫通孔３２を有する。これらの孔は、前記支持体が閉鎖されている時、前記測定カードの前記チャンバーが、これら２つの孔の間に位置するように延び、かつ、配置されている。
【００２１】
この支持体には、照明手段または可視化手段３３、或いはそれらの両者が付随していても良い。分析される細胞を、顕微鏡またはルーペを介して観察できるように、或いは、コンピュータ１７のモニタ１８上に画像を得ることができるように、可視化手段は、カメラ３４、特にデジタルカメラを備えているのがよい。
【００２２】
前記支持体は、同様に、加熱手段１４と共に温度制御手段３５を備えている。加熱手段１４は、分析される細胞に近接した支持体領域を加熱するように配置された電気抵抗の形態で実現することができる。また、これらは、支持体自身に形成され、電熱抵抗に付随したベンチレータによって作られる熱風の循環を許すように設けられた通路によっても実現可能である。
【００２３】
温度制御手段３５は、サーモスタット３６に接続されており、例えば、分析される細胞の近傍に配置された温度センサからなっている。
【００２４】
細胞の試料が測定を実施するために、これは前記カードのチャンバー２１内に配置される。潅流装置１３に導入チューブが連結されている。着脱自在なカバー２４は閉じられ、カード１２を支持体内に配置できるように、支持体の可動部２０が引き出され、次に、支持体の可動部２０が戻されて支持体が閉じられる。
【００２５】
チャンバーの入口２２と出口２３は、それぞれ、導入用可撓性チューブと排出用可撓性チューブに連結されている。導入用可撓性チューブは、潅流装置１３に連結されている。この潅流装置は、一方では、カード内に配置された細胞に栄養液を搬送可能であり、他方では、試験する製品をこの細胞に与えることができる。
【００２６】
この潅流装置は、１つ又は複数のシリンジを含む支持体３７と、シリンジ３８の各ピストンを互いに独立に操作するタペット３９とによって形成されている。タペットの移動は、所望の製品を一定の瞬間に、または、一定の期間にわたって、或る量だけ、又は或る流量だけ搬送するように、測定管理システム１６によって管理される。
【００２７】
実施する測定に応じて、或いは、細胞または試験する製品の性質に応じて、ガス注入用のパイプ２９内にガスを導入することができる。また、ガスをパイプ２９内に導入して、ガス排出パイプ３０から排出することによって、チャンバー内にガスの流れを作ることもできる。
【００２８】
サーモスタット３６では、一定の温度、または、時間に対する温度の変化を定義することができる。これも、同様に測定管理システム１６によって管理され、加熱手段に対して働きかける。
【００２９】
測定電子回路１５は、測定管理システム１６と測定カード１２の間のインタフェースの筺体である。この回路は、特に、カードと測定管理システムの間で移動する双方向の電気信号の増幅と多重化を行うことができる。
【００３０】
この測定電子回路は、カードと測定管理システムの間を循環する電気信号を増幅可能な手段からなっている。また、この測定電子回路は、増幅ファクターや多重化の次数を変更する手段を有する。これらの変更は、測定管理システム１６によって、言い換えれば、測定電子回路を機械的に操作することなく実行できる。この回路は、測定管理システム１６内に一体化されたカードの形態によっても実現できることを、特記しておく。
【００３１】
この測定管理システム１６は、所望の適用に対応する測定管理用のソフトウェアを使用するコンピュータ１７を有する。このソフトウェアは、特に、潅流装置１３、加熱手段１４、および、測定電子回路１５の機能を管理することができる。このソフトウェアは、各電極に種々の機能を与えることもできる。
【００３２】
特に、ある具体的な実施形態では、２本の電極が刺激電極として選択される。したがって、測定電子回路から、１つの電気信号が、これらの電極に送られる。他の電極、例えば、網を形成している全部で４０本の電極の内の８本の電極は、測定用電極として使用される。したがって、カードから出た１つの電気信号が、電子回路によって受け取られる。使用される電極は、組織の構造に応じて選択される。
【００３３】
所定の製品の存在または濃度、或いは、それらの双方を検出するために、１つまたは複数の電極を、バイオセンサとして充当しても良い。
【００３４】
組織の構造を可視化し、適切な電極を選択するために、透視に記載のものでも、特に画像をモニタ１８に投影可能なカメラ３４を介したものでも良いが、可視化手段を配置することが重要である。
【００３５】
前記管理システムは、実施される測定に関する全てのパラメータを簡単に定義することができる。電気刺激の時には、インパルスの長さ、期間、および、強度を特に定義できる。種々のパラメータをプログラム可能な外部装置によっても、刺激は実現できる。
【００３６】
測定を実施するためのデータは、測定結果と同様に、測定管理システム１６内に配置されたメモリーに蓄積できる。これによって、追って行う分析のための情報を保存することが可能となる。
【００３７】
図４に示す実施形態は、本発明の「モノブロック」版の装置１０を示している。
【００３８】
この装置は、シャーシ４０を有し、この中に、測定カード１２を受け入れる支持体１１、潅流装置１３、加熱手段１４、サーモスタット３６、測定電子回路１５、測定管理システム１６、および、可視化手段３３が配置されている。
【００３９】
支持体１１は、開放姿勢において、測定カード１２の配置と潅流装置１３へのアクセスとを許す引き出し４１を備えている。引き出し４１の閉鎖姿勢では、測定カード１２は、カメラ３４に面して位置する。
【００４０】
図示の実施形態では、潅流装置１３は、蠕（ぜん）動ポンプ４２を含んでいる。
【００４１】
モノブロック状の実施形態は、非常にコンパクトであるという点で有利である。
【００４２】
本発明は、現存のシステムに比して、幾つかの利点を有する。特に、本装置は、非常に簡単に操作できる。支持体にカードを配置すれば、網の全電極の電気接続が確保される。使用される電極の選択は、管理システム１６上で簡単に行われる。可視化のカメラから得られる画像は、モニタ１８に表示される。その結果、適切な情報処理プログラムに基づき、モニタ上のポインターによって、個々の電極に機能を与えることができる。
【００４３】
さらに、各電極のための機能をプログラムすることも可能である。これらの機能は、例えば、定義されたプログラムに従って、時間的に変化しても良い。
【００４４】
温度、温度変化、各シリンジの動作、或いは、蠕動ポンプなど、本装置の機能の全体を、コンピュータ１７によって管理することも可能である。
【００４５】
全てのパラメータは、この管理システムに基づいて導入されるので、これらの制御を、離れた処から、モデムを介して実施することもできる。
【００４６】
さらに、可視化手段が設けられているので、組織の構造に応じた電極の選択、および、細胞の生存の監視を離れた処から実施することができる。
【００４７】
測定カードは、カバーによって閉鎖されており、また、支持体内に配置されているので、細胞は外側の媒質から隔絶されている。したがって、非無菌環境中での測定を行うことができる。
【００４８】
支持体は、金属で形成されているのが有利である。このようにすると、支持体は、ファラデー遮蔽ケージの役目を果たすので、別のファラデー遮蔽ケージを付け加える必要はなくなる。
【００４９】
本発明は、上に記載された実施形態に限定されることはなく、当業者にとって明らかな全ての修正または変形例を含むものである。
【００５０】
特に、或る具体的な測定パラメータの分析などと言った、他の機能は、管理システム１６のソフトウェアと一体化できる。
【００５１】
装置の全体も、実施される測定の具体例に適応させることができる。これは、特定の光学系に記載の可視化が必要でない場合、或いは、装置が常に、特定の条件を必要とする同一のタイプの測定とために使われる場合に起こる。
【００５２】
また、測定カードを例えば顕微鏡内に配置させることも可能である。中継ぎとして働く電気ケーブルによって、測定カードを支持体１１に接続することができる。これによって、このカードを支持体の外で使用することが可能となる。
【００５３】
電極の数と配置も、分析が必要とする機能に応じて修正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に記載の装置の全体図
【図２】
図１の装置に使用されている測定カードの図
【図３】
図２の測定カードの断面図
【図４】
本発明の具体的な一実施形態の略図
【符号の説明】
１０　装置
１１　支持体
１２　測定カード
１３　潅流装置
１４　加熱手段
１５　測定電子回路
１６　測定管理システム
１７　コンピュータ
１８　モニタ
１９　固定部
２０　可動部
２１　チャンバー
２２　入口
２３　出口
２４　カバー
２５　電極網
２６　第１部位
２７　第２部位
２８　コネクタ
２９　ガス射出管
３０　ガス排出管
３１　貫通孔
３２　貫通孔
３３　可視化手段
３４　カメラ
３５　温度制御手段
３６　サーモスタット
３７　支持体
３８　シリンジ
３９　タペット
４０　シャーシ
４１　引き出し
【国際公開パンフレット】
2004506868.tif 000003
2004506868.tif 000004
2004506868.tif 000005
2004506868.tif 000006
2004506868.tif 000007
2004506868.tif 000008
2004506868.tif 000009
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2004506868.tif 000011
2004506868.tif 000012
2004506868.tif 000013
2004506868.tif 000014
2004506868.tif 000015
2004506868.tif 000016
2004506868.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成11年9月13日(1999.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞群の電気生理学的挙動の測定装置であって、分析される細胞を受け入れ、かつ、電極網（２５）を収容したチャンバー（２１）を備える測定カード（１２）を有し、前記電極の少なくとも幾つかは、導電通路で形成されたコネクタ（２８）を含むとともに、前記細胞群と接触しており、前記電極網の各電極は、前記コネクタの１つの導電通路と接触しており、このコネクタは、前記電極網の電極の少なくとも１つに電気信号を送るため、および、前記電極網の電極の少なくとも１つから電気信号を受けるための測定電子回路（１５）と連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記測定電子回路（１５）は、測定パラメータを管理するため、および、測定の信号を分析するために設けられた測定管理システム（１６）に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電極網（２５）の電極の少なくとも１つが、測定電極の機能を与える手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電極網（２５）の電極の少なくとも１つが、刺激電極の機能を与える手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記測定カード（１２）は、支持体（１１）内に配置されており、かつ前記コネクタ（２８）は、前記支持体と一体であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記支持体（１１）は、金属からなることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記支持体（１１）は、前記測定カード（１２）内の細胞群を加熱するために設けられた加熱手段（１４）と協働するようになっていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記測定カード（１２）は、前記細胞群を潅流するために設けられた潅流装置（１３）と協働するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記測定管理システム（１６）は、潅流装置（１３）と加熱手段（１４）を制御する手段を含むことを特徴とする、請求項２、７、８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記測定管理システム（１６）は、遠隔操作手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
可視化手段（３３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記可視化手段（３３）は、カメラ（３４）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【国際調査報告】
2004506868.tif 000018
2004506868.tif 000019
2004506868.tif 000020
2004506868.tif 000021