УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Устройство для выполнения электрических измерений, содержащее
кассету, имеющую первую и вторую поверхности, причем кассета выполнена таким образом, чтобы она входила в зацепление с пластиной для микротитрования и содержала множество электродов, выступающих от первой поверхности в направлении пластины для микротитрования, когда кассета находится в зацеплении с пластиной для микротитрования; и
корпус, прикрепленный ко второй поверхности кассеты с возможностью отсоединения, причем корпус содержит один или более терморегулирующий элемент, и процессор, содержащий модуль сбора данных, электрически соединенный с электродами, а также модуль обработки данных.
2. Устройство по п. 1, выполненное с возможностью осуществления импедансной спектроскопии, потенциометрии, вольтамперометрии или амперометрии.
3. Устройство по любому из пп. 1 или 2, выполненное с возможностью измерения трансэпителиального или трансэндотелиального электрического сопротивления (ТЭЭС).
4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором процессор выполнен с возможностью осуществления изменения частоты переменного тока, предпочтительно в диапазоне от 1 Гц до 100 МГц, более предпочтительно в диапазоне от 1 Гц до 100 МГц, более предпочтительно в диапазоне от 10 Гц до 10 МГц, причем предпочтительно диапазон изменения частоты и частота сбора данных модулем сбора данных могут быть скорректированы в ручном, автоматизированном или итеративном режиме, предпочтительно с оптимизацией к характеристикам измеряемой системы.
5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором множество электродов расположены в заданной конфигурации, соответствующей конфигурации по меньшей мере двух или более лунок планшета для микротитрования; причем планшет для микротитрования предпочтительно содержит 96 микрофлюидных чипов, и планшет для микротитрования предпочтительно представляет собой 384-луночный планшет, соответствующий стандартам ANSI SLAS 1-4 2004.
6. Устройство по п. 5, в котором конфигурация электродов такова, что по меньшей мере одно подмножество электродов выполнено таким образом, чтобы соответствовать по меньшей мере одному подмножеству лунок, которые микрофлюидным образом соединены в планшете для микротитрования.
7. Устройство по любому из пп. 5 или 6, в котором электроды выполнены с возможностью погружения в текучую среду внутри лунок, включая, таким образом, текучую среду в электрическую цепь.
8. Устройство по любому из пп. 6 или 7, в котором каждое подмножество электродов содержит по меньшей мере нагрузочный электрод, измерительный электрод и опорный электрод.
9. Устройство по любому из пп. 6-8, в котором каждое подмножество электродов содержит два или более электродов, которые непосредственно соединены в электрической цепи, причем упомянутые два или более электродов соединены с одной или несколькими лунками одного и того же микрофлюидного канала, чтобы уменьшить эффективное электрическое сопротивление канала, причем предпочтительно 2 или более из упомянутого подмножества электродов выполнены таким образом, чтобы электрическая цепь, образованная при введении кассеты в зацепление с планшетом для микротитрования, имела схожее электрическое сопротивление между непосредственно соединенными электродами, предпочтительно минимизируя влияние положения локальных вариаций электрических характеристик на выявляемые электрические характеристики электрической цепи.
10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором два или более электрода погружены в одну лунку, обеспечивая 4-точечное электрическое измерение, которое позволяет лучше определить электрические характеристики электрической цепи и/или испытываемого устройства.
11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором материал электрода содержит биосовместимый материал, причем материалом электрода предпочтительно является платина, позолоченная латунь, позолоченная нержавеющая сталь или нержавеющая сталь.
12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором электроды содержат одно или более из следующего: электрод на основе хлорида серебра, ионоселективный электрод или биофункционализированный электрод.
13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором один или несколько терморегулирующих элементов содержат элементы, термически развязывающие кассету от корпуса, такие как изоляционные слои или разделители между корпусом и кассетой,
причем один или несколько терморегулирующих элементов содержит пассивные или активные теплоотводящие каналы для отвода тепла от кассеты, причем один или несколько терморегулирующих элементов содержат одно или несколько из следующего: излучающие поверхности, охлаждающие ребра, жидкостное охлаждение, элементы Пельтье, воздуховоды или вентиляторы, улучшающие поток воздуха через устройство или вокруг него, или любое их сочетание.
14. Способ измерения in vitro электрических свойств клеток, культивируемых в микрофлюидном устройстве, содержащий следующие этапы:
a. обеспечение микрофлюидного устройства, содержащего множество микрофлюидных каналов, причем по меньшей мере один из микрофлюидных каналов по меньшей мере частично заполнен гелем; причем по меньшей мере один из микрофлюидных каналов содержит клетки в виде слоя на геле или с опиранием на гель с апикальной и базолатеральной стороной, предпочтительно слой клеток имеет цилиндрическую структуру с апикальной и базолатеральной стороной в указанном микрофлюидном канале;
b. обеспечение в микрофлюидных каналах по меньшей мере одного электрода в соединении с текучей средой, находящейся в контакте с апикальной стороной, и по меньшей мере одного электрода в соединении с текучей средой, находящейся в контакте с базолатеральной стороной; таким образом, включение микрофлюидного канала в электрическую цепь;
c. измерение спектра импеданса, напряжения или тока,
причем микрофлюидное устройство представляет собой планшет для микротитрования.
15. Способ по п. 14, в котором упомянутый гель структурируют в указанном микрофлюидном канале посредством средств, основанных на капиллярном давлении, таких как столбики, гребни, канавки, гидрофобные участки или менее гидрофильные участки в преимущественно более гидрофильном канале.
16. Способ по любому из пп. 14 или 15, в котором через по меньшей мере подмножество микрофлюидных каналов индуцируют поток во время измерения, причем поток индуцируют выравниванием жидкости, предпочтительно путем наклона микрофлюидного устройства и возвращения обратно.
17. Способ по любому из пп. 14-16, в котором множество клеточных слоев и/или микрофлюидных каналов являются частью одной и той же микрофлюидной сети, причем измерение через множество клеточных слоев выполняют посредством единичного, последовательного или параллельного измерения.
18. Способ по любому из пп. 14-17, в котором упомянутые клетки являются клетками эндотелия или эпителия.
19. Способ по любому из пп. 14-18, в котором культивируемые клетки подвергают воздействию одного или нескольких соединений или других стимулов до или во время измерений для наблюдения влияния указанных стимулов на барьерную функцию.
20. Способ по любому из пп. 14-19, в котором измерения выполняют множество раз для отслеживания изменения барьерной функции с течением времени.
21. Способ по любому из пп. 14-20, в котором способ выполняют с использованием устройства по любому из пп. 1-13.