特許 7705763 細胞外電位計測プレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-02

(45)【発行日】2025-07-10

(54)【発明の名称】細胞外電位計測プレート

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/416 20060101AFI20250703BHJP

【ＦＩ】

G01N27/416 341M

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021150280

(22)【出願日】2021-09-15

(65)【公開番号】P2023042881

(43)【公開日】2023-03-28

【審査請求日】2024-06-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】浦川 哲

(72)【発明者】

【氏名】真田 雅和

(72)【発明者】

【氏名】灘原 壮一

【審査官】黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】特表２００２－５２３７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２７０１７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１５２９８１４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３１６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３３６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８７８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／０９３４５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０１７０９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－２１８５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１９８６２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０８９７７３４３（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２９９５７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００－２７／４９

Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０

Ｃ１２Ｑ １／００－３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞外電位計測プレートに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２００２－５２３７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0010】

第３態様は、第１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。

【0011】

第４態様は、第３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。

【0013】

第５態様は、第１態様から第４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。

【0014】

第６態様は、第１態様から第５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。

【0015】

第７態様は、第６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。

【0016】

第８態様は、第１態様から第７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。

【発明の効果】

【0017】

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。
第１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。

【0018】

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。

【0020】

第３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。

【0021】

第４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。

【0023】

第５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。

【0024】

第６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。

【0025】

第７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。

【0026】

第８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。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】誘電泳動電極の変形例を示す図である。

【図6】誘電泳動電極のその他の変形例を示す図である。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【発明を実施するための形態】

【0028】

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。

【0029】

＜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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

＜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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

＜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。

【0057】

＜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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【符号の説明】

【0068】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】