测定组织或细胞物理化学特性的方法、检测药品的方法及其装置制造方法及图纸

提供了测定生物组织或细胞物理化学特性的方法和装置，该方法能根据实验的目的任意改变组织或细胞周围的物理化学环境。该装置包括使生物组织或细胞周围环境维持恒定的手段（４０）；任意改变物理化学环境的手段（５０）；测定上述组织或细胞物理化学特性的手段（１０及２０）；比较物理化学环境变化前后组织或细胞物理化学特性的手段（３０）。监测手段（１０）是测定组织或细胞电生理特性的电位测定装置，它包括一体化细胞设置器（１），该设置器在基板上备有两个或多个微小电极（１１），细胞设置部（６）位于其上，用于放置上述的组织或细胞，其上还备有引线图案（ｐａｔｔｅｒｎ）（１２），它能给微电极（１１）提供电信号并从微电极导出电信号。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据生物的组织或细胞物理化学环境的变化，测定组织或细胞的物理化学特性的方法、以及对于初次施用给生物的各种中枢神经药，检测其药效的方法及其装置。本专利技术主要应用于环境科学、医疗科学、药学、食品科学以及神经生理学等领域。
技术介绍
近年来伴随着送电线设备、手提电话、计算机控制器等电器的使用，身体附近存在着很强的电磁场。还有，伴随着药学、食品科学和有机化学等的进步，不断开发出新的药物、食品添加剂及以往天然所没有的化学物质。为了弄清这些人工的物理化学环境使生物受到的影响，我们以人为主要对象，应用统计的方法，进行了调查实验及动物实验。然而在环境科学领域，以人为对象进行的统计调查实验，设定一定条件的人群非常困难，也相当需要调查时间。人们在遗传背景、生活习惯及过去饮食历史等方面都有微妙的差异。例如，为了探讨电磁波对人体产生癌症的影响，假定我们身旁的高压线为电磁波发生源。这种情况下，对于在高压线附近生活的人，设定其调查条件有困难，调查条件包括遗传史、饮食生活史、产生癌症脏器的分类、年龄、体重、性别、爱好、病历及有无病毒感染等。为了进行统计调查实验，以很容易共同设定上述条件的实验动物为图案进行实验十分必要。重要的是可进行上述实验不可能做的组织水平、特别是有关细胞网络的实验。在药学领域，例如在开发中枢神经系统新药时，历来都是制备实验动物脑的分离神经细胞，分散培养，从细胞水平对新药效果分别进行药理学的、电生理学的、形态学及免疫学的检测。然而，大脑的机能是由神经细胞的集合体系—神经网络来执行的，因此，如前所述大脑的高级机能是基于神经网络的整体行为，那么，弄清药品对神经网络的确切影响是非常重要的，这是无须争论的。尽管如此，历来不能在组织水平检测药物对神经网络及细胞网络的影响，首先是因为没有神经网络脑切片的筛选技术。因此，存在着这样的现状种种药品对神经网络的作用机理不明确，而经一般药理试验确认有效就应用于临床。例如，有名的治疗失眠药幻觉剂(ハルシォン)，一般认为其作用机理是抑制了大脑边缘系统和大脑皮质的神经过度兴奋，它是由GABA受体机能亢进而引起的。然而这种效果是指对每个神经细胞有效，而对神经网络整体有怎样的影响还不清楚。还有正在给患者使用的抗精神分裂病药氟哌丁苯及氯氮平也没检测其对神经网络的影响。相反，用以往的筛选方法无法判断对神经网络有效且副作用小的药物，故而这样的药物可能不应用于临床。人们现在认识到，在活体器官水平进行研究的必要性在于不仅要弄清神经网络的机能，对其它活体器官的研究也是必要的。在医药学等生物学领域，希望开发出高效高质量的装置，很好地进行这项研究。如上所述，强烈希望开发出一种装置，其特点是对从生物体取出的组织或细胞的物理化学特性，可进行动态观测；可将组织或细胞周围的物理化学环境维持一定；而且可根据实验的目的任意改变组织或细胞周围的物理化学环境；更进一步讲能同时检测大量的样品。本专利技术的目的是提供检测所需合适药品的方法，测定组织或细胞物理化学特性的方法及其装置。专利技术的公开为达到以上目的，本专利技术测定生物组织或细胞物理化学特性的方法是改变包围生物组织或细胞的物理化学环境，观测其对组织或细胞的物理化学特性所产生的影响。首先保持生物组织或细胞周围的物理化学环境一定，然后任意改变物理化学环境，观测组织或细胞的物理化学特性，比较组织或细胞在物理化学环境变化前后的物理化学特性。如上所述，本专利技术测定生物组织等的物理化学特性方法是在物理化学环境保持一定的状态下，测定从生物体取出的组织或细胞的物理化学特性，接着，改变物理化学环境的一部分或全部，再对组织或细胞的物理化学特性进行测定。通过比较在改变物理化学环境前后，组织或细胞的物理化学特性，可弄清物理化学环境的改变对组织或细胞的影响。例如，由于添加化学物质而改变物理化学环境时，就可用此测定方法检测该化学物质对活体所造成的影响。另外，由于电磁场的作用而改变物理化学环境时，也可用此测定方法检测电磁场对活体所造成的影响。测定组织等物理化学特性的方法优选包括以下内容为观测生物组织或细胞的物理化学特性而应用的装置，这个装置至少应有细胞培养手段、环境调整手段、观测手段及比较手段。测定方法包括以下(A)～(E)步骤(A)用细胞培养手段，培养组织或细胞，再用细胞培养手段，维持组织或细胞周围的第1物理化学环境的步骤。(B)用上述观测手段，观测在第1物理化学环境中，组织或细胞的第1物理化学特性的步骤。(C)用上述环境调整手段，改变第1物理化学环境至第2物理化学环境的步骤。(D)用观测手段，观测在第2物理化学环境中，组织或细胞的第2物理化学特性的步骤。(E)用比较手段，比较组织或细胞的第1、第2物理化学特性的步骤。用这个优选方案的方法，可以很容易测定组织或细胞的物理化学特性。另外，更优选的实施方案是包括将上述第1的物理化学环境变为第2的物理化学环境的步骤的方法，即将上述细胞培养手段中使用的第1培养基置换为上述培养手段中使用的第2培养基。这种情况下，第1及第2培养基优选含有一个或多个任意浓度的药品。因此，本专利技术测定生物组织或细胞的物理化学特性的装置，其功能是改变生物组织或细胞周围的物理化学环境，观测其对组织或细胞的物理化学特性所造成的影响。这个装置包括下面(A)～(E)手段(A)细胞培养手段培养上述组织或细胞，维持组织或细胞周围的物理化学环境。(B)观测手段观测在第1物理化学环境中，上述组织或细胞的物理化学特性。(C)环境调整手段调整维持在组织或细胞周围的物理化学环境。(D)观测手段用环境调整手段，改变第1物理化学环境至第2物理化学环境时，观测上述组织或细胞的物理化学特性。(E)比较手段比较在第1及第2物理化学环境中，上述组织或细胞的物理化学特性。在该装置中，上述的环境调节手段优选包括向细胞培养手段所使用的培养基中加入化学物质、微生物及病毒；将第1培养基置换成第2培养基，第1培养基为细胞培养手段所使用的培养基，它含任意浓度的一个或多个药品，第2培养基为细胞培养手段所使用的培养基，它含任意浓度的一个或多个化学物质、微生物及病毒。并且，上述化学物质的概念不仅指人工合成的化学物质，还包含蛋白质、核酸、糖类、脂肪等天然化学物质。以下化学物质与此相同。对该装置来说，上述的环境调整手段优选包括使用向细胞培养手段使用的培养基中添加物质的手段、把细胞培养手段使用的第1培养基置换为细胞培养手段使用的第2培养基。另外，上述观测手段为电位测定装置，它能测定组织或细胞的电生理学特性。这个装置优选包括下述(A)及(B)。(A)配备了一体化细胞设置器。它包括在基板上配备多个微小电极；为了在微小电极上放置组织或细胞，配备细胞放置部；为了给予微小电极电信号并将电信号从微小电极导出，配备电连接手段。(B)对输出信号进行处理的手段按上述一体化细胞设置器的电连接手段进行连接，由组织及细胞的电生理活动，产生输出信号，对输出信号进行处理。并且，除了(A)和(B)，优选还包括下述的(C)。(C)按上述一体化细胞设置器的电连接手段进行连接，给予组织及细胞电刺激的手段。例如，用这样的优选方案的装置，可进行以下测定将组织或细胞放置在一体化细胞设置器的细胞设置部上，作为样本，使多个微小电极与组织或细胞接触。在多个由电路连接的微小电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
变化包围生物组织或细胞的物理化学环境以观察对上述组织或细胞的物理化学特性的影响的方法，该方法包括将包围上述生物组织或细胞的物理化学环境保持一定，接着任意变化上述的物理化学环境，并观测上述组织或细胞的物理化学特性，比较上述的物理化学环境变化前后上述组织或细胞的物理化学特性，测定上述生物组织或细胞物理化学特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉原宏和，小林康，冈弘章，小川太，竹谷诚，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]