电化学测定方法、电化学测定装置以及转换器制造方法及图纸

在于包测定对象物的电解液中设置与测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应的作用极以及经由外部电源与作用极相连的对电极、对作用极与对电极之间施加测定用电压并根据测定对象物的量测定流经作用极与对电极之间的电流的电化学测定方法中，在电解液中设置测定对象物消除用电极，并执行：测定对象物消除步骤，对测定对象物消除用电极与对电极之间施加与测定用电压相同极性的消除用电压，将测定对象物通过氧化或还原而消除；测定对象物扩散步骤，在停止施加消除用电压之后，使新的测定对象物扩散；电化学测定步骤，在使新的测定对象物扩散之后，对作用极与对电极之间施加测定用电压而测定电流。

Electrochemical measuring method, electrochemical measuring device and converter

In the electrolyte of the object in which the object is determined, the effect of the redox reaction is made with the gain and loss of the object to be redox and the electrode connected via the external power supply and the action pole, the measuring voltage between the action pole and the electrode, and the measurement of the action pole and the electricity according to the measurement of the amount of the object. In the electrochemical measurement of the current between the poles, the electrode is set in the electrolyte to eliminate the object, and it is carried out: the elimination step of the object object, the elimination voltage of the same polarity between the electrode and the electrode and the determination of the voltage between the electrode and the electrode, and the elimination of the object by oxidation or reduction. In addition to the procedure of measuring the object diffusion, the new measuring object is diffused after stopping the elimination of the voltage, and the electrochemical measurement step is to measure the current between the action pole and the electrode after the new measuring object is diffused.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学测定方法、电化学测定装置以及转换器
该专利技术涉及对出自于细胞、细胞块、组织片、其他的生物体试样以及包含生物体相关物质的非生物体试样(以下，在本申请中一并地简称为“生物体试样”。)的化学物质(化学反应生成物)进行测定的电化学测定方法、电化学测定装置以及电化学测定所使用的转换器。
技术介绍
定量测定细胞、细胞块、组织片等生物体试样中引发的化学反应所生成的物质，是医疗、新药开发等的现场中判定生物体试样的存活和死亡、评价功能性等所必要的技术。从生物体试样释放的化学反应生成物的定量测定方法之一有电化学测定，例如在非专利文献1中，通过电化学测定进行肝细胞的分化的进展状态的观察。电化学测定是如下方法：通过对插入有与外部电源相连的两个以上的电极的电解液内的测定对象物，经由电极从测定对象物夺去电子，或向测定对象物给予电子，从而在进行氧化或还原反应的同时，测定流经电极间的电流而检测氧化还原反应的有无、即测定对象物的有无。一般的电化学测定装置由使其在与测定对象物之间进行电子的得失而进行氧化还原反应的作用极、经由外部电源与作用极相连并补偿在作用极产生的电子移动的对电极、能够经由测定系统内的离子移动电子并用于使测定系统整体成为闭合电路的电解液、用于获取电压的基准的参照电极等构成。在非专利文献1中，对于由小鼠的胚胎干细胞(embryonicstemcell：ES细胞)制作的、作为ES细胞块的拟胚体(embryoidbody：EB)，通过电化学测定间接地测定了存在于ES细胞的细胞膜的未分化标记即碱性磷酸酶(AlkalinePhosphatase:ALP)。功能不受限定的干细胞变化成功能受限的体细胞的反应一般被称作分化，表示未引起分化的物质被称作未分化标记。ALP是细胞的未分化标记，同时具有在碱性条件下将磷酸酯化合物水解的性质。ALP例如作为使磷酸酯化合物对氨基苯基磷酸酯(p-aminophenylphosphate：PAPP)向对氨基苯酚(p-aminophenol：PAP)变化的反应的酶发挥作用。通过酶反应生成的PAP是电化学活性的物质，通过以参照电极为基准向作用极施加电压，从而向对苯醌亚胺(p-quinoneimine:PQI)氧化。即，通过酶反应、氧化还原反应这两次反应，ALP的存在被作为电化学测定中的电流值而检测出。在非专利文献1中，使用以250μm间距呈阵列状配备20×20＝400个φ40μm的作用极的多点电极电流测定装置进行了测定。该装置利用由400个电极获得的电极电流值，二维并且随时间成像出几μm～几百μm的生物体试样的反应情形。现有技术文献非专利文献非专利文献1:M.Sen，etal.，“BiosensorsandBioelectronics”2013年，48卷，p.12－18
技术实现思路
专利技术将要解决的课题所述非专利文献1中的测定通过·向含有4.7×10－3mol/L的PAPP电解液投入小鼠EB·刚投入之后酶反应开始，通过细胞膜内ALP，PAPP向PAP变化·PAP从EB表面扩散至电极附近，达到电极表面·等待扩散稳定，向电极施加电压·PAP向PQI变化·取得电极间电流值这一过程进行，图1以横轴作为时间示出该过程。在图1中，将EB投入电解液，从酶反应开始的瞬间到施加电压为止的时间A，是设想PAP从EB表面开始扩散、电解液内的PAP浓度分布稳定的时间而设置的，从电压施加到获取电流值为止的时间B，是设想在电极中进行的氧化还原反应使得电极附近的PAP浓度分布的变化稳定的时间而设置的。然而，在经历这样的过程的EB的ALP活性测定中，可能产生测定的不精确。例如，在同时测定多个EB的情况下，用吸移管等向阵列状的电极上配置EB时，在分多次进行配置的情况下，EB接触PAPP的时刻产生不同，因此从酶反应开始至施加电压为止的时间A在各个EB中不同，即使全部EB具有相同的活性(每单位时间的PAP释放速度)，EB周围的PAP浓度分布以及电流值也示出不同的值。即，测定电流值中混合存在EB所具有的ALP活性的大小的不同、从酶反应开始至施加电压为止的时间A长度带来的不同这两方面。另外，假设同时将多个EB放入PAPP溶液，在某时进行的EB组的测定结果、在不同时刻进行的EB组的测定结果，认为例如因EB投入时的作业者的放入方式所引起的液面摇晃的不同等，难以比较这些EB组间的测定结果。该专利技术的目的在于，提供在被重复多次的测定的各次之间以及以一次测定多个样品的情况下的各样品之间实现测定条件的均匀化，由此能够进行准确的测定，并能够准确地进行多次测定的各次之间以及一次测定的各样品间的测定结果的比较的电化学测定方法、电化学测定装置以及该电化学测定所使用的转换器。用于解决课题的手段根据该专利技术，在于包含测定对象物的电解液中设置与测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应的作用极、经由外部电源与作用极相连的对电极、并对作用极与对电极之间施加测定用电压而根据测定对象物的量测定流经作用极与对电极之间的电流的电化学测定方法中，在电解液中设置测定对象物消除用电极，并执行如下步骤：测定对象物消除步骤，对测定对象物消除用电极与对电极之间施加与测定用电压相同极性的消除用电压，将测定对象物通过氧化或还原而消除；测定对象物扩散步骤，在停止施加消除用电压之后，使新的测定对象物扩散；电化学测定步骤，在使新的测定对象物扩散之后，对作用极与对电极之间施加测定用电压而测定电流。另外，根据该专利技术，为一种电化学测定装置，具备：电解液槽，其收容电解液与在电解液中产生测定对象物的生物体试样；作用极，其设于电解液槽，与测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应；对电极，其设于电解液槽；测定用电压施加机构，其对作用极与对电极之间施加测定用电压；电流测定机构，在施加测定用电压时，根据测定对象物的量测定流经作用极与对电极之间的电流，其中，在电解液槽中设有与测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应的测定对象物消除用电极，具有消除用电压施加机构，在未对作用极与对电极之间施加测定用电压时，该消除用电压施加机构对测定对象物消除用电极与对电极之间施加与测定用电压相同极性的消除用电压。并且，根据该专利技术，为一种转换器，其在LSI芯片上安装有电解液槽而成，该电解液槽能够收容电解液与浸渍于电解液中的生物体试样，所述转换器用于从生物体试样产生的测定对象物的电化学测定，在划分于电解液槽的底面的传感器区域中，具有以阵列状排列而设于LSI芯片的多个第一电极、以位于多个第一电极各自的周围的方式设于LSI芯片的第二电极。专利技术效果该专利技术的电化学测定方法在电解液中将生成、扩散的测定对象物暂时消除之后，再次使测定对象物生成、扩散而进行测定，此外，该专利技术的电化学测定装置可进行这样的测定。由此，采用该专利技术的电化学测定方法、电化学测定装置，能够实现测定对象物的生成、扩散条件的均匀化，即能够实现测定条件的均匀化，能够进行准确的测定。由此，能够准确地进行例如被重复多次的测定的各次之间、以一次测定多个样品(生物体试样)情况下的各样品之间的测定结果的比较。另外，本专利技术的转换器适用于这样的电化学测定。附图说明图1是表示电化学测定的以往的测定过程的一具体例的图表。图2是表示因图1所示的电化学测定中的酶反应的时间A的不同而产生的电流值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学测定方法，在包含测定对象物的电解液中，设置与所述测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应的作用极、经由外部电源与所述作用极相连的对电极，对所述作用极与所述对电极之间施加测定用电压，根据所述测定对象物的量测定流经所述作用极与所述对电极之间的电流，其中，在所述电解液中设置测定对象物消除用电极，并执行如下步骤：测定对象物消除步骤，对所述测定对象物消除用电极与所述对电极之间施加与所述测定用电压相同极性的消除用电压，将所述测定对象物通过氧化或还原而消除；测定对象物扩散步骤，在停止施加所述消除用电压之后，使新的测定对象物扩散；电化学测定步骤，在使所述新的测定对象物扩散之后，对所述作用极与所述对电极之间施加所述测定用电压而测定所述电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.20 JP 2015-2280421.一种电化学测定方法，在包含测定对象物的电解液中，设置与所述测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应的作用极、经由外部电源与所述作用极相连的对电极，对所述作用极与所述对电极之间施加测定用电压，根据所述测定对象物的量测定流经所述作用极与所述对电极之间的电流，其中，在所述电解液中设置测定对象物消除用电极，并执行如下步骤：测定对象物消除步骤，对所述测定对象物消除用电极与所述对电极之间施加与所述测定用电压相同极性的消除用电压，将所述测定对象物通过氧化或还原而消除；测定对象物扩散步骤，在停止施加所述消除用电压之后，使新的测定对象物扩散；电化学测定步骤，在使所述新的测定对象物扩散之后，对所述作用极与所述对电极之间施加所述测定用电压而测定所述电流。2.根据权利要求1所述的电化学测定方法，其中，在所述测定对象物消除步骤中，对所述作用极也施加所述消除用电压。3.根据权利要求1或2所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极设于与所述作用极相同的平面上。4.根据权利要求3所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极呈环状，并配置于所述作用极的周围。5.根据权利要求3所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极呈格栅状，并配置于所述作用极的周围。6.根据权利要求3所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极全面配置于所述作用极的周围。7.根据权利要求1或2所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极被设为具有在所述电解液中具有三维扩展的构造。8.根据权利要求7所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极呈三维格栅状，在所述电解液中离开所述作用极地配置于设有所述作用极的面的上方。9.根据权利要求1或2所述的电化学测定方法，其中，所述测定对象物消除用电极设为一并具有设于与所述作用极相同的平面上的电极、离开所述作用极地配置于所述平面的上方并具有三维扩展的构造的电极的形状。10.一种电化学测定装置，具备：电解液槽，其收容电解液与在所述电解液中产生测定对象物的生物体试样；作用极，其设于所述电解液槽，与所述测定对象物进行电子的得失而使其进行氧化还原反应；对电极，其设于所述电解液槽；测定用电压施加机构，其对所述作用极与所述对电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：林泰之，国方亮太，须田笃史，伊野浩介，井上久美，末永智一，
申请(专利权)人：日本航空电子工业株式会社，国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP