二IC液部(6,)，该部分的基板的厚度为15μηι。在细胞配置区域(4)中形成有多个细胞固定位置(24)，各细胞固定位置被直径为30μπι、高度约为ΙΟμπι的圆柱状的突起部(25)包围，圆柱(25)与圆柱(25)的间隔被限制在10微米以下，以使得细胞(5)不从该细胞固定位置
(24)脱离。通过除了配置于贯通孔(3)的位置的细胞固定位置(24)以外还制作细胞固定位置(24)，能够将该基板利用于神经元网形成。在贯通孔(3)的下方的第二贮液部(60，作为微型流路而形成有一对送液流路(8)以及排液流路(9)。
[0118][平面膜片钳系统]
[0119]本发明的膜片钳装置与流路控制系统、通道电流计量系统连接而被控制。图7是示出多通道型平面膜片钳装置的阀的控制系统的结构的一例的概念图。流路控制系统通过配置于流路中的栗而产生第二导电性液体的液流，此外，通过使输出与阀(10)的开闭有关的控制信号的定序器(26)工作而使阀(10)开闭，由此能够控制第二导电性液体的流通以及电导通的允许或者停止。在通过压缩空气来控制阀(10)的开闭的情况下，使用将由定序器
(26)输出的控制信号转换为控制阀(1)的空气压力的电磁阀(29)。定序器(26)与电磁阀
(29)经由连接线(28)而连接，传递至电磁阀(29)的电信号转换为空气压力。经由与电磁阀连接端子(30)连接的压缩空气线(21)将空气压力向阀(I O)传递，从而对流路进行开闭。定序器(26)经由连接线(28)与流路控制用的控制计算机(27)连接，能够通过控制计算机(27)进行操作。通道电流计量系统能够使用平面膜片钳的普通系统，例如包括控制电流放大器、低通滤波器、以及模拟数字转换器的电流计量用的计算机。流路控制用的计算机(27)与电流计量用的计算机可以彼此配合地工作，也可以通过单一的计算机进行控制。
[0120][筛选方法]
[0121]使用本发明的平面膜片钳装置、多通道型平面膜片钳装置、复合多通道型平面膜片钳装置、以及平面膜片钳系统，能够进行对神经元网造成影响的候选药剂的高通量筛选。作为用于对候选药剂进行筛选的条件，由本发明的装置测定出的通道电流需要能够表现出
(I)健康状态、(2)疾病状态，并且(3)能够证实在疾病状态使候选药剂发挥作用而恢复健康状态。如实施例中所示那样，本发明的平面膜片钳装置能够分别测定上述(1)、(2)以及(3)的状态，能够进行药剂的筛选。作为装置结构，能够准备大量的如图1所示的单一通道装置，但电极部的维护繁琐，因此优选使用图4Α?C所示的多通道型装置，此外，能够如图5的装置那样使用包括多个多通道型基板(Dl?D4)的复合多通道型平面膜片钳装置，通过阀的控制依次测定各贮液区间的通道电流，从而高效地进行筛选。
[0122]在本发明中，在筛选方法中，需要进行对本发明的平面膜片钳装置，优选为多通道型平面膜片钳装置、复合多通道型平面膜片钳装置播种细胞，形成神经元网的工序。在形成神经网后，测定神经元的通道电流，在向第一贮液部添加候选药剂后继续测定通道电流，能够根据通道电流的变化来选择候选药剂。在优选的方式中，能够选择从疾病型的通道电流的波形向健康型的通道电流的波形变化的候选药剂作为对治疗有效的药剂。作为所使用的细胞，可以使用从人或者动物取得的神经元，也可以播种干细胞、例如iPS细胞、ES细胞，经过分化诱导而形成神经网。作为形成神经元网的神经元，能够使用疾病模式的神经元。疾病模式的神经元可以使用市售的神经元，也可以添加疾病诱导剂进行诱导。从筛选药剂的观点出发，优选使用ALS、阿尔茨海默氏症、帕金森病等疾病模式的神经元。筛选方法也可以包括如下工序:在播种健康的神经元后，添加疾病诱导药剂，形成疾病状态，测定疾病状态的神经网中的通道电流。在该情况下，能够通过筛选使通道电流从疾病状态向通常状态变化的药剂而选出对疾病具有效果的药剂。
[0123]以上，结合具体的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于以上的实施方式，能够施加任意的变形而实施。
[0124]实施例
[0125]以下，列举实施例对本发明进行更加具体的说明，本发明不限于以下的实施例，能够施加任意的变形而实施。
[0126]实施例1:使用了复合多通道型平面膜片钳装置(Ib)的神经元的Ca2+成像
[0127]准备图5所示的结构的复合多通道型平面膜片钳装置(lb)。通过压缩空气将与该装置所具有的20个通道中的、不进行观察的19个通道对应的19对微型阀(31)设为关闭状态，将与进行观察的通道对应的一对阀设为打开状态，通过向第二电极部(7Q施加电压并注入电流，从而进行Ca2+成像。更具体而言，在本实施例中，在预先充满神经元用培养基的35_器皿内设置基板，在细胞配置区域(4)中播种小白鼠大脑皮层神经元，将细胞固定于细胞固定位置。接着，使Ca2+成像用的荧光色素、Oregon Green BAPTAl(俄勒冈绿)以400nM的浓度溶解于该培养基，并在37°C、5 %C02的环境下的培养容器内放置约I小时，然后仅将基板从器皿中取出，以与贯通孔(3)的位置对齐的方式将该基板设置在进行该观测的通道中。然后，首先，作为巴斯溶液，向第一贮液部(6)充满2.5mM CaCl2、1.25mM MgCl2^lOmM d_葡萄糖、140mM NaCl、3mM KCl 以及1mM 4-(2-羟乙基)_1_哌嗪乙烷磺酸(HEPES) (pH7.4)的溶液。接着，在通过排液流路(9)向第二贮液部(6')施加约1kPa的负压的状态下，从送液流路
(8)导入与巴斯溶液相同的溶液。接着，从第二电极部(7')注入峰值为IΟμΑ、宽度为10ys的电流进行电刺激。通过带有CCD摄像机的荧光显微镜(尼康公司制正立显微镜NikonLVlOO)观察根据与电刺激相应地上升的细胞内的Ca2+的浓度而发出的荧光，并进行拍摄。在图8(a)中示出所得到的荧光观察像。编号为细胞1、2、3、4，细胞I存在于微小贯通孔(3)的上方。随着向细胞I进行两次电流注入，与细胞I?4的动作电位产生相应地，Ca2+流入细胞内，由此观察到荧光的发光。在图8(b)中示出所得到的荧光强度的时间变化的图。观察到产生于细胞I的动作电位还向周围的细胞2?4传递。
[0128]实施例2:使用了复合多通道型平面膜片钳装置(Ib)的通道视紫质发现细胞中的通道电流记录
[0129]通过压缩空气将与图5所示的复合多通道型平面膜片钳装置(Ib)的20个通道中的、不进行观察的19个通道对应的19对阀设为关闭状态，将与进行观察的通道对应的一对阀设为打开状态，记录通道视紫质发现细胞中的通道电流。更具体而言，在平面膜片钳装置的细胞配置区域(4)中，播种向通道视紫质ChRWR质体导入遗传基因而得到的通道视紫质发现HEK293细胞，将细胞固定于细胞固定位置。在第一导电性液体以及第二导电性液体中，作为细胞培养液，使用向基础培养基DMEM(Gibco)添加10%的FBS(Gibco)、1%的GlutaMAX(611^0)、0.5%的青霉素链霉素以及50(^8/1111的6418而成的培养基，在37°(3、5%的0)2气氛下在培养器内培养5天。然后，将平面膜片钳装置从培养器取出，设置于焚光显微镜(NikonEclipse 80i)的试样台，使用移液管将第一导电性液体替换为巴斯溶液。接着，从排液流路
(9)施加-1 OkPa的负压，从送液流路(8)导入移液管溶液作为第二导电性液体。接着，同样在施加-1OkPa的负压的基础上，从送液流路(8)导入制霉菌素添加(100yg/ml)移液管溶液。由此，实现在贯通孔(3)部的细胞膜中埋入有制霉菌素且细胞内与下部贮液部电导通的状态，即所谓的全细胞状态。接着，照射波长为473nm的激光(功率为1.5mW)(住友大阪水泥株式会社，LD473-F5)，通过前置放大器P对在全细胞模式下得到的通道电流输出进行放大，记录在通过2kHz的低通滤波器后利用A-D转换器进行转换后的信号。在图9中示出所得到的电流的时间变化的图。所使用的巴斯溶液与实施例1相同。作为移液管溶液，使用10mM 1-谷氨酰胺、120mM Cs0H、50mM HEPES、2.5mM MgCh、以及I.25mM Na2EGTA(pH7.4)的溶液。
[0130]实施例3:使用了复合多通道型平面膜片钳装置(lb)的筛选方法因药剂的投入而产生的通道电流变化的测定
[0131]使用本发明的复合多通道型平面膜片钳装置(Ib)，进行表示能够实现作用于神经网的药剂的高通量筛选的实验。在图5所示的复合多通道型平面膜片钳装置(Ib)的具有约2微米直径的贯通孔(3)的Si基板表面(2S)的细胞固定位置(24)，播种对出生17天的小白鼠大脑皮层进行解剖而得到的神经元(5)。添加市售的神经元培养基(住友电木株式会社)，在器皿内培养11天，形成神经元网，通过光学显微镜进行观测(图10)。接着，将配置有该神经元(5)的Si基板(2)安装于复合多通道型平面膜片钳装置(Ib)，向第一贮液部(6)的各贮液区间(22)添加并充满巴斯溶液(145mM NaCl + 3mM KCl + 10mM HEPES+2mM CaCl2+8mMGlucose+lmM MgCl2.6H20，pH7.3)。接着，将设置于送液支流路以及排液支流路的阀设为打开状态，从送液支流路向第二贮液部导入移液管溶液(140mM KCl+10mM HEPES+2mM CaCl2+5mM EGTA+2mM Mg-ATP，pH7.3)。接着，通过压缩空气将与20个通道中的、不进行观察的19个通道对应的19对阀设为关闭状态，将与进行观察的通道对应的一对阀设为打开状态，向第一电极部(7)与第二电极部(7Q之间施加30mV的电压，并测定电流。在形成全细胞模式之前不观测通道电流，与外加膜电位无关地记录平滑的基准线。接着，向第二贮液部导入制霉菌素溶液(lOOyg/mL)，在与贯通孔接触的细胞膜上开设小孔，形成全细胞模式。当形成全细胞模式时，观测根据外加膜电位而振动的通道电流(图11A)。外加膜电位分别为+10mV、+20mV、+30mV、+40mV、+50mV、-10mV、-20mV、-30mV、-40mV、以及-50mV。在该状态下向第一贮液部添加谷氨酸，以使得最终浓度为20μΜ。由此，观察到通道电流出现变化(图11B)。在进行了60分钟左右的计量后，向第一贮液部的I的贮液区间(22)导入溶解有作为AMPA受体拮抗物的6-氰基-7-硝基喹喔啉-2，3-二酮(CNQX)(200μM)、以及作为NMDA受体拮抗物的D-(-)-2-氨基-5-膦羧酸 (D-AP5) (200μΜ)的巴斯溶液，再次计量通道电流(图11C)。在图1lA、图1lB以及图1lC之间能够发现明显不同，分别相当于健康状态、因谷氨酰胺毒性导致的疾病状态、以及通过药品缓解了谷氨酰胺毒性的状态。以更加明确地显示该状态为目的，着眼于外加膜电位-20mV的通道电流，计算观测到的一个一个脉冲状波形