[发明专利]心脏折返模型芯片以及利用心脏折返模型芯片的药剂评价装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种心脏折返模型芯片(Cardiac Reentry ModelChip)以及利用心脏折返模型芯片的药剂评价装置和方法。 

背景技术

在观察细胞的状态变化、细胞对于药物等的反应时常使用生物测定(Bioassay)。在以往的生物测定中，一般使用培养细胞的情况较多。由于在这种系统中使用多个细胞进行测定，因此如同一个细胞的特性那样观察细胞群的值的平均值。 

但是，实际上，在细胞群中细胞周期同步的情况很少，各个细胞以不同的周期表达蛋白质。因此，在解析对于刺激的反应结果时，总是伴随着发生波动的问题。 

即，由于细胞的反应机构自身存在普遍具有的反应的波动，因此常常只能得到平均的反应。为了解决这些问题，开发出同步培养等的方法，但是要使用始终处于相同阶段的细胞群就必须始终持续供给这种细胞，由此成为生物测定广泛普及的障碍。 

另外，在实际情况下，对细胞的刺激(signal：信号)中存在由包含在细胞周围的溶液中的信号物质、营养、溶解气体的量所带来的刺激以及与其它细胞之间的物理接触和细胞间的相互作用所引起的刺激这两种，因此难以进行关于波动的判断。 

通过以如组织碎片那样的细胞块进行生物测定来在某种程度上能够解决细胞的物理接触和细胞间的相互作用的问题。但是，在这种情况下，与培养细胞不同，无法得到始终均一的属性的细胞块。因此，存在如下问题：导致所得到的数据分散， 或者信息被埋没在群中。 

为了进行以细胞群的每个细胞为最小构成单位的信息处理模型的测量，本申请的发明人已经提出了一种如下结构的聚集细胞微阵列(生物测定芯片)：如日本特开2006-94703(专利文献1)所示的那样，构成用于事先将细胞封入特定的空间配置中的多个细胞培养区域，相邻的区域之间以细胞无法穿过的槽或通道相互连结，并且根据需要，在槽或通道或细胞培养区域中具有用于测量细胞的电位变化的多个电极图案。 

专利文献1：日本特开2006-94703号公报 

发明内容

发明要解决的问题

在以往的生物测定中，将细胞视为组织碎片进行处理，或者如培养细胞那样视为一个细胞而进行处理。如果细胞数量过多，则如上述现有技术一项所述的那样存在如下问题：导致所得到的信息成为平均信息，而无法正确地得到对药剂等的反应。在每次使用一个细胞的情况下，由于将本来作为多细胞组织的细胞而发挥功能的细胞作为分开的独立状态的细胞来使用，导致无法表现细胞之间的相互作用的影响，在得到正确的药剂反应、即生物测定数据的方面仍旧存在问题。 

为了验证成为心脏搏动的基础的心肌细胞(Myocardial Cell)以及成纤维细胞(Fibroblast)的动作，开发如下的芯片非常重要：通过来自相邻的心肌细胞或成纤维细胞的搏动的传播，能够以一个细胞为单位正确地测量细胞电位、细胞形态，并且通过构成适当地分散配置心肌细胞和成纤维细胞而成的闭环来构成心脏模型，能够评价药物所产生的影响。 

用于解决问题的方案

本发明提供一种如下的心脏折返模型芯片、利用该心脏折返模型芯片的药剂评价装置以及利用该心脏折返模型芯片的药剂评价方法。 

(1)一种心脏折返模型芯片，其特征在于，具有：基板；凝胶层，其设置在该基板上，具有规定的大小和厚度；多个开口，该多个开口形成于该凝胶层，用于容纳细胞；闭环，其具有将该多个开口的各个开口之间连通的多个槽，并由上述多个开口和上述多个槽形成；壁，其用于在上述凝胶层的周围填充细胞培养液；微小电极，其设置在上述基板上的上述开口位置处，载置被容纳在上述开口中的细胞；比较电极，其设置在由上述壁包围的区域内；以及分别与上述微小电极相连接的引出线以及与上述比较电极相连接的引出线。 

(2)根据上述(1)所记载的心脏折返模型芯片，上述槽是上述细胞无法穿过的间隙。