用于记录细胞中的电活动的设备和方法

文档序号:6144377
专利名称:用于记录细胞中的电活动的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于记录由离体细胞产生的电活动的装置,该装置包括聚合体结构,该聚合体结构包括用于容纳和培养细胞的阱或腔室,连接到所述阱的底部区域的管道或微 通道,以及用于记录所述阱中的电势的两个电极,并且本发明还涉及制造这种装置的方法。 本发明同样涉及用于记录离体细胞的电活动的设备和方法。
背景技术
致电细胞是可以改变其膜电势的细胞。致电细胞的示例是神经细胞和肌细胞。例 如,神经元能够瞬时更改其膜电势以感测、传输和更改神经系统中的信息,并且控制肌肉收 缩以执行运动动作(motoractions)。大量影响神经系统的病理起因于神经元的亚种群中的 异常电活动。得到有效治疗的常规方法是依赖于化合物的识别,所述化合物在目标细胞种 群中产生以活动模式的受控校正并且在患者呈现的症状中产生有益改变。电生理学是对生物细胞和组织的电特性的研究。电生理学特别包括神经元的电活 动的测量,特别是对动作电势活动的测量,也就是,对沿细胞膜行进的放电刺突(spike)的 生成的测量。电生理学通常涉及将电极置于生物组织的制剂中。在药物筛选(drug screening)的内容中,对化合物有效性的评价通常基于该化合 物对细胞电活动的作用。测量细胞电活动可以通过使用膜片夹技术实现,其中细胞膜的一 小部分(膜片)通过抽吸或通过电场附连(夹紧)到具有微电极探针的玻璃微吸管的尖端 部分;玻璃尖端以细胞膜形成高电阻密封(GQ数量级)。典型的膜片夹技术是耗时的并且微吸管的制备和操控要求特殊技巧。因此,典型 的膜片夹技术不适于以高速筛选用于药物的大量候选化合物。典型的膜片夹的变型是平面膜片夹;此处,取代将吸管定位在粘附细胞上的是,细 胞悬浮液被吸取到包含微型孔的电子芯片上。之后,细胞被定位到孔中,结果形成了具有 千兆欧姆数量级的阻抗的密封。这允许记录由跨膜电流引起的细胞外电势的变化。W02006031612(分子仪器公司)是平面膜片夹技术的良好示例。该专利申请公开 了用于分析膜样本的系统,所述系统具有包括至少一个膜样本的离子通道,包括细胞外腔 室的多隔室(multicompartment)结构,相对的细胞内腔室以及分离细胞外腔室和细胞内 腔室的隔离物,所述隔离物具有流动地并且电耦接细胞外腔室和细胞内腔室的多个孔,其 中至少一个孔由至少一个膜样本密封,并且其他孔不密封,电源被配置成在细胞外腔室和 细胞内腔室之间给予电流,其中电流的一部分行进通过不密封的孔,并且电流传感器被配 置成测量细胞外腔室和细胞内腔室之间的电流。在另一个变型中,多电极阵列(MEA)试图通过支持在嵌入玻璃基片中的微米尺寸 的电极(通常由钼、氧化铟锡或金制成)阵列上进行的细胞培养而增大电生理学记录的吞 吐量(throughput)。只要微电极和轴突丘之间的距离很小(理论预测出的极限为数十微 米),则每个微电极均可以记录细胞外的动作电势,即在细胞膜不破裂的情况下进行记录。 100个微电极的数量级是可行的,从而使多个神经元可以记录自单个培养。当药物被给予MEA上的神经元培养时,引起的活动中的改变可以被记录为同时在多个微电极处的刺突速 率中的变化。被普遍接受的是使用MEA的细胞外电势的测量要求每个记录电极的尺寸与细胞 的尺寸是相当的。如果电极未由细胞充分覆盖,则从该电极获得可记录的信号被认为是不 可行的。难以将单个细胞定位并保持在靠近记录电极的限定位置。微阱和微电极阵列的使 用部分地解决了这个问题,因为微阱物理地限制了细胞向记录地点附近的移动,在限定的 细胞外容积(volume)中的记录和激励期间将所述细胞保持在适当位置。一些神经元落入 记录地点的数十微米的范围内并且在活动时产生可记录的细胞外刺突。但是产生这种微阱和微电极阵列涉及照相平版印刷技术和绝对无尘室 (clean-room)制造,这是昂贵且劳动密集型的,并且因此极大地限制了所述阵列高吞吐量 筛选的范围。此外,使用平面膜片夹技术的高吞吐量方法对具有平滑表面的阱是可行的,所述 平滑表面通过电场力、抽吸或其他手段密封微型孔的阵列。然而,例如神经细胞和肌细胞等 粘附细胞的不规则形状和表面结构使高阻抗密封难以形成在这种微型孔上。作为照相平版印刷技术的替换,说明了用于心脏电生理学探测的软刻蚀微流路 结构(柯劳克(Klauke)等人于2006年10月发表于Biophysical Journal第91卷上的 "Extracellular recordings of fieldpotentials from single cardiomyocytes,,),i亥 结构通过细胞外电极测量细胞外电压和细胞外电流而不接触该细胞。微通道的阵列由聚合 体薄膜中的微型铸模(micro-moulding)形成,并且绝缘聚合体隔离物被刻蚀地形成以限 定两个微流池(microfluidic pool),从而使肌细胞的两端在生理学上被彼此独立地操控。 具体地,具有集成的平面微电极(40μπιΧ20μπι)的平行微通道的阵列(40 μ m宽,12-15 μ m 高)被制造在显微镜盖玻片上。阵列中的微通道沿其纵向轴线排列为使相邻通道之间具有 20μπι或40μπι宽的间隙。然而,因为MEA型嵌入基片的微电极需要被微细制造(microfabricate),所以这 种方法仍依赖于昂贵的微系统技术。IsJ^^ii^^/K (Claverol) ^A ("Multielectrode arrays withelastomeric microstructured overlays for extracellular recordingsfrom patterned neurons", Journal of Neural Engineering,卷2,2005年6月)说明了包括弹性薄膜和标准平面MEA 的夹层结构,所述弹性薄膜通过复制铸模和微孔钻孔而被微细构造以用于神经元图案,所 述标准平面MEA用于激励和记录。弹性薄膜包括用于细胞体限制的微阱和用于引导神经突 的微通道。该装置通过在平面阵列上覆盖弹性结构而形成。公开的微阱和微通道具有近似 的直径,该直径为数十微米的数量级(图4示出了 40 μ m宽的微阱和16 μ m宽的微通道)。再者,由于具有与单个神经元的相同数量级的直径、并且与微通道的直径近似的 微阱,低成本可复用的宏电极(即比微米尺寸的电极明显更大和更便宜)不能被插入到微 阱中并且反而微电极必须通过昂贵的微细制造步骤被嵌入基片中。

发明内容
本发明的目的是提供用于记录由离体致电细胞产生的电活动的系统,从而使对电活动具有特定作用的药物的高吞吐量筛选是经济可行的。
这种系统应该优选为不包括任何具有嵌入基片的微电极的装置,因为所述微电极 具有很高的生产成本。在本发明中,例如神经元等粘附细胞被培养在阱底部的基片上,在细胞培养基片 的水平面(level)处具有连接到阱的至少一个管道或微通道。基于平板接种(plating)并作为常规离体生长的一部分,细胞呈扁平状并且横向 延伸,在神经元的情况下萌芽神经突并且在细胞系的情况下繁殖。随着这些处理的发生,部 分细胞最终进入管道或部分堵塞该管道的入口隔皮(bur),该隔皮通常在管道内侧留出狭 窄的电解质缺口。在管道和这个缺口的细胞中的跨膜电流的流动导致阱中电势的改变,所 述管道相对于该管道的相对端连接到阱,并且这种电势可以由两个电极记录。根据本发明的一个方面,该装置的一个阱的宽度是管道的宽度的至少十倍,优选 为至少二十倍并且更为优选的是管道的宽度的至少五十倍,并且一个电极的宽度是管道的 宽度的至少十倍。宽度是指从附图中看去的一侧到另一侧的距离(包括可能的对角线距 离),但该术语并不限于水平大小。如果阱的横截面不是圆形或正方形的或者当该横截面是 可变的(例如,当阱是圆椎体),则阱的宽度是指最短的横截面距离(最大的横截面距离是 长度)。管道的宽度必须足够大以允许细胞沿该宽度自然生长,但管道的宽度必须保持足 够窄以产生可记录的电信号。取而代之地,阱的宽度不需要是管道宽度的数量级而是可以 大得多,因为不需要使任何特定细胞被引导为朝向管道的开口。该电极的宽度可以与阱的 宽度具有相同数量级,从而使电极可以被插入到阱中并且不需要被嵌入基片中。应该注意 的是制造宏观尺寸的阱和电极(数十毫米至数毫米的数量级)比微细制造的阱和电极(小 于50微米)更便宜。优选地,管道的轴向基本垂直于阱的轴向。由于在操作中阱的轴向是基本竖直的 (阱通常在其顶部区域开口),因此这使得管道的轴向基本水平并且使管道开口基本竖直。 由于细胞不再压迫管道开口,因此细胞不会形成密封而是会粘附到管道开口的附近。管道的长度优选为至少50 μ m(微米),并且更为优选为至少100 μ m,从而可以容 纳细胞的适当部分并且产生可记录的信号。有益地,至少一个电极是可复用的,从而使该电极可以被放置在所述阱之内和之 外。优选地,聚合体结构包括由所述管道连接的两个这种阱以及两个电极,从而使所 述电极中的一个电极可以被放置在一个阱中并且该电极可以被放置在另一个阱中,例如, 电极可以下降到阱中并且上升离开阱。可替换地,所述电极中的一个电极被定位在一个阱 中并且另一个电极被定位在另一个阱中,例如与阱集成在一起。在一个实施例中,该装置包括多个这种阱、管道和电极,从而使至少一些电极可以 被设置在可复用的集合中,该集合可以被放置在相应的阱的集合或阵列之内和之外。在一个实施例中,该装置包括用于聚合体结构的透明基片,从而使至少一些电极 可以被固定到基片,例如嵌入基片中或基片上。在一个实施例中,至少一个阱的宽度是至少0. 1mm。在一个实施例中,至少一个电 极的宽度是至少0.1mm。在一个实施例中,管道的高度在1_30μπι的范围内。因此,管道的宽度和高度是微观等级(小于50 μ m)的但仍可以低成本制造,因为管道的宽度和高度可以 在聚合体结构中铸模,并且阱的宽度和电极的宽度是宏观等级(大于ΙΟΟμπι)的,从而使其 不需要绝对无尘室微细制造。聚合体结构和电极同样可以被制造为可复用的。在一个实施例中,装置包括细胞培养皿,例如聚合体结构可以被放置于标准塑料 皿中。根据本发明的另一个方面,用于记录离体细胞的电活动的设备包括根据本发明的
直ο在一个实施例中,所述设备包括用于处理由电极记录的信号的电子系统,例如用 于数据获取和数据分析的多通道系统,该系统可以允许对神经元活动具有预先指定的作用 的化合物的并行高吞吐量筛选。优选地,该电子系统包括用于电激励细胞培养中的活动的电子子系统。这种激励 可以通过电极传递。有益地,该电子系统包括计算系统。在一个实施例中,该设备包括计算机控制的泵,该泵用于释放阱中的化合物。在一个实施例中,该设备包括用于执行光学化验的显微镜。这也是基片优选在被 提供时为透明的原因。根据本发明的另一个方面,记录离体细胞的电活动的方法包括使用根据本发明的 装置或设备。优选地,所述方法包括将记录电极放置在第一阱中和将参考电极放置在连接第一 阱的第二阱中的步骤,两个阱均包含被培养的细胞,并且该方法还包括测量所述两个电极 之间的电势的步骤。根据本发明的另一个方面,制造根据本发明的装置的方法包括使用复制铸模技术 或塑料注入技术,这两种技术均是简单且便宜的技术。在一个实施例中,该方法包括在原版上将聚合体设置(例如通过浇注或旋压)为 期望厚度的步骤,所述原版包括光阻材料的微带但却不具有柱状物。微带产生管道,而阱在 进一步的步骤中产生,例如通过钻孔产生。在使用塑料注入技术的情况下,可以应用两个铸模,一个铸模用于产生阱并且另 一个铸模用于产生管道或微通道。由本发明限定的装置、设备和方法是照相平版印刷技术制造的多电极阵列的选 择,这种选择提供类似但低成本的多通道记录。这种技术的一个应用是大规模药物筛选。本发明可以用于通过在应用药物之前和之后比较被记录的信号的时间特征 (temporal profile)而评价候选拮抗化合物和激动化合物。本发明可以进一步用于使用例如海拉(HeLa)、COS等非致电细胞和与所述跨膜通 道的基因编码转染的其他细胞系记录与特定通道关联的跨膜电流。细胞符合微管道的细长 形状,该细长形状限制了流过被转染的通道的细胞外电流并且产生可记录的信号。


本发明的一些实施例将在以下仅以非限制性示例的方式参考附图进行说明,其 中
图1是本领域公知的传统平面膜片夹装置的示意性的竖直横截面图;图2是根据本发明的装置的实施例的示意性的竖直横截面图;图3是另一个实施例的示意性的竖直横截面图;图4是另一个实施例的示意性的竖直横截面图;图5是图4中的实施例的示意性的水平横截面图;图6是包括如图5中所示装置的阵列的装置;并且图7是根据本发明的装置的另一个实施例的示意性的水平横截面图。附图完全是示意性视图并且不意图反映实际比例。
具体实施例方式贯穿本说明书,将产生许多对神经元的参考标记。除非特别声明,否则这些参考标 记将被理解为包含其他适当的致电细胞,例如肌细胞。图1示出了本领域已经公知的用于记录神经元的电活动的装置。该装置可以是平 面MEA的一部分并且包括细胞培养皿1,该细胞培养皿1的底部是电绝缘层2。在绝缘层下 面是导电层(或电极)3并且通过绝缘层中的开口 4存在通向皿内侧的导电层的入口。全 部这些由玻璃基片6支撑。开口4的直径(或宽度)与神经元体细胞的直径具有相同数量 级(尽管层2的厚度可以小得多),并且一个或多个神经元7被期望粘附到开口 4附近的层 2并且产生可由电极3 (具有未示出的参考电极)记录的电活动。图2示出了根据本发明的装置的实施例。该装置包括皿11,该皿11的底部附连有聚合体结构12。适于聚合体结构12的聚合体例如是PDMS (聚二甲基硅氧烷)和聚苯乙 烯,所述PDMS是弹性体。聚合体结构12包括阱14,从该阱14的侧面开启微通道或管道(实际上是微管 道)15 ;管道15是端部封闭的并且自阱14的底部区域开启。一对电极13和13’可以记录 粘附到管道15的开口或入口附近的神经元7的两端之间的电势差,一端(体细胞)在阱14 中并且另一端(神经突)在管道15中。有源电极13被定位在阱14中,并非很靠近管道的 开口,并且参考电极13’被定位在管道15的封闭端部,从而使电极13可以比电极13,大得 多。电极13和13’被连接到包括放大器的信号处理系统(未示出)。适于电极的金属是例 如银和氯化银。全部这些由玻璃基片16支撑。阱14容纳细胞培养并且管道15比神经元体细胞更窄。在这些情况下,非常可能 的是离体细胞生长将导致神经元7延伸至少一个神经突8到管道15中,但神经元体细胞将 保留在阱14中。管道以这种方式与神经元建立松膜片关系;与千兆欧姆数量级的典型膜片 夹密封相反,管道神经突缺口的阻抗是百万欧姆数量级。之后由神经突产生的信号可以由 电极13(关于参考电极13’ )检测并且由信号处理系统处理。除神经元以外的其他细胞类 型同样与这种装置相容;在一些情况下,部分细胞体可以在管道内侧生长以致几乎密封管 道开口。神经元的体细胞的直径在10-50 μ m的范围内,并且对于神经元测试的情况,管道 15可以是50-2000 μ m长、10-40 μ m宽并且5-10 μ m高,阱14的宽度可以在0. l-20mm的范 围内并且电极的宽度可以与阱的宽度近似。对于阱的高度,该阱必须是恰好足够高以容纳 在管道15之上的水平面处的细胞培养;该阱的高度因此通常在0. I-IOmm的范围内。
阱14的宽度(以及电极13的宽度)是管道15的宽度的至少十倍,并且优选为50 倍,从而使管道的尺寸处于微观等级(与神经突的尺寸相配),同时使阱的尺寸处于易于制 造的宏观等级。贯穿本说明书,术语“宽度”旨在意为“从一侧延伸到另一侧”,并且在使用时,优选 为使用术语“直径”,因为其可以涉及非圆形横截面。参考所显示的附图,元件的宽度具有水 平方向上从一侧到另一侧距离的一般意义。因此,阱的宽度是在附图平面上的水平距离,但 是管道的宽度是从附图平面看去的深度。 还应该注意的是虽然某物体的宽度通常涉及水平大小,但在本说明书中,可能并 非总是如此,例如,如果皿11是倾斜的,则阱14的宽度或管道15的宽度可能不再是水平大 小。显然,高度在附图中表示为竖直距离。图3显示了与图2中的实施例近似的实施例,但电极13和13’的配置不同。在这 种情况下,两个电极相当大并且通过该装置的顶部区域连接到信号处理系统(未示出),同 时在图2的实施例中,连接通过该装置的底部区域。在图3中所示的装置的变型中,有源电极13可以提供阱14的一个壁,如同参考电 极13’提供管道15的封闭端部。图4示出了本发明的另一个实施例。该实施例包括细胞培养皿11,该细胞培养皿 11包含聚合体结构12。聚合体结构12包括两个阱14和14’和连接两个阱的底部区域的 管道15。阱14、14’的宽度至少是管道15的宽度的十倍,并且优选为50倍,从而使管道的 尺寸处于微观等级,同时使阱的尺寸处于宏观等级。皿11可以提供有可移除的盖子20并且可以由板16支撑。两个可移除的电极13、 13’可以分别下降到两个阱14、14’中,并且分别上升离开所述阱。电极13、13’可以与参考 电极(未示出)一起操作或者电极13’可以是用于电极13的参考电极,反之亦然。电极例 如通过板16连接到信号处理系统(未示出)。在前述实施例中,阱、电极和管道的大小是相同的(如图4所示,电极13、13’的宽 度是从附图平面看去的深度,恰好等同于管道15的宽度)。对于神经元刺突,与瞬时膜电势改变关联的细胞外电流被限制到管道并且在由管 道连接的阱之间具有可测量的电势。操作这个装置的一种方式是之后在阱14、14’中培养多个神经元,使一个或多个神 经元将神经突延伸到管道15中,当两个阱14、14’之间的电势差改变时,通过两个电极13、 13’测量自发的或电激励的神经元活动,并且记录和处理所述电势测量。因此不必要将电极 放置得非常靠近特定的神经元,也不需要使电极的尺寸或阱的尺寸为微观等级(神经元的 尺寸的数量级)。板16可以具有开口(或透明部分)21,通过该开口,在阱中生长的细胞上的光学化 验可以由显微镜22执行。板16可以安置在显微镜载物台23上。图5示出了聚合体结构12的底部区域的横截面,该聚合体结构12包括阱14、14’ 和管道15,并且图6显示了新的实施例,该新的实施例包括如图4中所示的两个阱和管道的 多个组。在图6中,两个阱加上管道的组形成了有序阵列。通过这个实施例,药物的高吞吐 量筛选是可行的。图7示出了该装置的另一个实施例,其中一个中心阱14与配置为同心地围绕中心阱14的一些更小的阱14’配成对。如前所述,每一对阱14和14’由窄得多的管道15连接,并且全部这些被包括在聚合体结构13中。计算机控制的泵可以在阱或腔室中释放化合物。适当的软件可以控制一个泵或多个泵并且可以获得刺突速率相对化合物浓度的曲线(原型药物筛选化验)。所说明的装置不要求特殊细胞培养试验方案或特殊细胞培养表面并且实际上与任何细胞培养塑料制品和玻璃制品相容。如上所述的聚合体结构的原型可以借助激光写入系统而易于生产。但是对于所述 聚合体结构(特别是阵列)的大量生产,优选其他方法,例如下面的应用复制铸模技术的一 种方法。在原版上将聚合体浇注或旋压为期望厚度,所述原版包括光阻材料的微带但却不 具有柱状物,所述光阻材料例如为SU-8(聚酯树脂)或类似物。通过凝固化(cure)(通过 加热、UV或其他手段)和去除来获得微观等级的装有管道的聚合体厚片。在本步骤中产生 的原版可以通过单步照相平版印刷技术或激光写入平版印刷术产生。厚片之后被覆盖在软物质(例如PDMS块)上并且阱通过应用期望半径(通常为 I-IOmm宽但也可以是其他直径)的活检咬取钳(biopsy-punch)圆柱体的定制阵列钻孔。 活检咬取钳阵列与钻孔前的刻有微管道的厚片的对准借助x-y-z载物台和转动台执行。所产生的穿孔厚片被从钻孔底座去除,与供选择的细胞培养塑料制品或玻璃制品 对准并附连到供选择的细胞培养塑料制品或玻璃制品。PDMS与例如聚苯乙烯或硼硅酸盐玻 璃等普通培养塑料的一致时连足以长期记录神经元信号。如果考虑因机械应力或粗糙培养 工艺而引起的分离,则氧等离子体处理可以执行在聚合体结构上以用于对塑料或玻璃的不 可逆附连。与所述聚合体结构的大量生产相容的另一种方法是塑料注入。注入铸模产生为与聚合体结构相反,S卩,包括柱状物以形成阱和连接所述柱状物 以形成微通道的条带。温度液化的塑料被注入、冷却和喷射。所产生的结构包含相应于阱 和在底部侧之内的管道的通孔。所述结构被结合到塑料底板以形成最终装置。用于所述结 合的方法是本领域技术人员公知的,包括热机械手段。在注入方法的另一种情况中,使用了两个铸模。该模具中的一个模具包括柱状物 以在所产生的注入的塑料片中产生通孔。第二个模具包括条带以产生塑料板,该塑料板包 括管道或微通道。一个包括通孔以及另一个包括微通道的两个片被结合以形成具有连接管 道的阱。用于塑料注入和生物医学应用的材料是本领域技术人员公知的并且包括聚苯乙 烯、PVC、聚丙烯等。用于注入聚合体结构的铸模可以由机械手段生产并且还可以使用包括镍、不锈钢 等材料的电铸或电解沉积生产。虽然本说明书中仅显示和说明了本发明的特定实施例,但基于每个示例的特定要 求,技术人员将能够在不背离由所附权利要求限定的保护范围的情况下引入修改并且将所 述特定实施例的任意技术特征替换为技术上等价的其他特征。例如,阱和管道的多种几何构造均是可行的,包括具有互连管道的两阱、三阱或更 多阱的组。所述阱与所述实施例中的阱的共同点是包含部分细胞的数微米尺寸的洞(管道),以及宏观等级的阱和电极。 否则,代替将电极下降到阱中,电极可以被插入以经过底部基片到达阱中的液体.
权利要求
用于记录由离体细胞产生的电活动的装置,该装置包括聚合体结构(12),该聚合体结构(12)包括用于容纳和培养细胞的阱(14)、连接到所述阱的底部区域的管道(15)以及用于记录所述阱中的电势的两个电极(13,13’),其特征在于所述阱的宽度至少是所述管道的宽度的十倍并且所述电极(13)中的至少一个电极的宽度是所述管道的宽度的至少十倍。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述阱的宽度是所述管道的宽度的至少二十倍。
3.根据权利要求1所述的装置,其中所述阱的宽度是所述管道的宽度的至少五十倍。
4.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中该管道(15)的轴向基本垂直于该阱 (14)的轴向。
5.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中该管道(15)的长度是至少50微米。
6.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中该管道(15)的长度是至少100微米。
7.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中所述电极(13)中的至少一个电极是 可复用的,从而使该电极被放置在所述阱之内和之外。
8.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中该聚合体结构包括由所述管道(15) 连接的两个这种阱(14,14' ) ο
9.根据权利要求8所述的装置,其中所述电极中的一个电极(13)被放置于一个阱 (14)中并且所述电极中的另一个电极(13’ )被放置于另一个阱(14’ )中。
10.根据权利要求9所述的装置,其中所述电极中的一个电极(13’)被定位在一个阱 (14)中并且所述电极中的另一个电极(13’ )被定位在另一个阱(14’ )中。
11.根据前述任意一项权利要求所述的装置,该装置包括多个这种阱、管道和电极。
12.根据权利要求11所述的装置,其中至少一些电极被布置在可复用集合中,该可复 用集合被放置在相应的阱的集合之内和之外。
13.根据前述任意一项权利要求所述的装置,该装置包括用于该聚合体结构(12)的透 明基片(16)。
14.根据权利要求13所述的装置,其中至少一些电极被固定到该基片。
15.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中至少一个阱的宽度是至少0.1mm。
16.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中至少一个电极的宽度是至少0.1mm。
17.根据前述任意一项权利要求所述的装置,其中该管道的高度在1-30微米的范围内。
18.根据前述任意一项权利要求所述的装置,该装置包括细胞培养皿(11)。
19.一种用于记录离体细胞电活动的设备,其特征在于所述设备包括根据前述任意权 利要求所述的装置。
20.根据权利要求19所述的设备,该设备包括用于处理由该电极记录的信号的电子系统。
21.根据权利要求20所述的设备,其中该电子系统包括用于电激励该细胞培养中的活 动的电子子系统。
22.根据权利要求20或21所述的设备,其中该电子系统包括计算系统。
23.根据权利要求22所述的设备,该设备包括用于释放该阱中的化合物的计算机控制的泵。
24.根据权利要求19-23中任意一项所述的设备,该设备包括用于执行光学化验的显 微镜(22,23)。
25.—种记录离体细胞电活动的方法,其特征在于,该方法包括使用根据前述任意权利 要求所述的装置或设备。
26.根据权利要求25所述的方法,该方法包括的步骤有将记录电极(13)放置于第一 阱(14)中并且将参考电极(13’)放置于连接到该第一阱(14)的第二阱(14’)中,两个阱 均包含被培养的细胞,并且所述方法还包括测量所述两个电极之间的电势的步骤。
27.一种制造根据权利要求1-18中任意一项所述装置的方法,该方法包括使用复制模 具技术或塑料注入技术。
28.根据权利要求27所述的方法,该方法包括在原版上将聚合体设置为期望厚度,所 述原版不具有柱状物但包括光阻材料的微带。
29.根据权利要求29所述的方法,该方法包括应用两个铸模。
全文摘要
本发明涉及用于记录细胞中的电活动的设备和方法。用于记录由离体细胞产生的电活动的设备,所述设备包括具有聚合体结构(12)的装置,所述聚合体结构(12)包括用于容纳和培养细胞的阱(14),置为与所述阱成直角并且连接到所述阱的底部区域的管道(15),以及用于记录所述阱中的电势的两个电极(13,13’),其中所述阱的宽度是所述管道宽度的至少十倍,优选为二十倍并且更为优选地为五十倍,并且至少一个所述电极(13)的宽度是所述管道宽度的至少十倍。该聚合体结构优选为包括由所述管道(15)连接的两个这种阱(14,14’),从而使该电极中的一个电极可以被放置于一个阱中并且使该电极中的另一个电极可以被放置于另一个阱中。
文档编号G01N33/487GK101802608SQ200880106952
公开日2010年8月11日 申请日期2008年9月2日 优先权日2007年9月14日
发明者E·克拉维鲁尔丁特尔 申请人:阿莱里亚生物装置有限公司
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