[发明专利]电位测量装置

说明书

根据本公开的电位测量装置包括多个读出电极，其以阵列形状布置并且配置为检测由于化学变化产生的电位生成点处的电位；和参考电极，其配置为检测参考电位。该参考电极布置在该读出电极的阵列内部。在这个配置下，其中获得其中可以降低叠加在从每个读出电极至放大器的配线上的噪声和叠加在从该参考电极至该放大器的配线上的噪声的低噪声电位测量装置。

技术领域

本公开涉及一种电位测量装置。

背景技术

一种电位测量装置具有以下配置：其中微小读出电极以阵列形状布置以电化学测量由于该读出电极上放置的溶液的化学变化产生的电位。例如，存在具有以下配置的电位测量装置：其中将活细胞置于装满培养液的读出电极上，从而测量活细胞产生的动作电位(例如，参见专利文献1)。特别地，具有以下配置的电位测量装置在最近引起人们的注意：其中靠使用互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路技术将电极、放大器、A/D转换器等整合在半导体基板(芯片)上，从而同时测量多个点的电位。

使用CMOS集成电路技术的电位测量装置大致分为两类。具体地，电位测量装置被分成通过动态地重新连接各读出电极的配线和将读出电极连接至独立的放大器来测量电位的电位测量装置(例如，参见非专利文献1)，和具有其中读出电极和放大器一一对应地设置的配置的电位测量装置(例如，参见非专利文献2)。

前一种电位测量装置具有可以增加各放大器的尺寸来降低噪声的优势。然而，放大器的数量是有限的，并且同时测量点的数量也是有限的。在后一种电位测量装置中，个体放大器是同时操作的，这导致同时测量点的数量的增加。然而，需要指出，在后一种电位测量装置中，存在同时测量点的数量和噪声间的权衡关系，具体地，例如各放大器的尺寸小，但是噪声大(例如，参见非专利文献3)。

这些电位测量装置在各读出电极的位置上是不同的，但是具有基本上相同的电位测量原则。具体地，电位测量装置被配置为通过取得远离细胞放置的液体溶剂中布置的每个参考电极测定的电位与接近细胞布置的每个读出电极测定的电位之间的电位差来测量局部电位变化。

参考目录

专利文献

专利文献1：日本专利申请特许No.2002-31617

非专利文献1：IEEEJournalofSolidStateCircuitsVol.45(2010)No.2pp.467-482

非专利文献2：LasonaChipVol.9(2009)pp.2647-2651

非专利文献3：FrontiersinNeuroScienceVol.8(2015)Article423

发明内容

本发明要解决的问题

如上所述，在其中通过使用CMOS集成电路技术增加同时测量点数量的电位测量装置中，存在同时测量点的数量和噪声间的权衡关系。这个的主要原因是，各放大器(最大的噪声源)的尺寸是有限的。然而，除了放大器以外的噪声源也存在，因而降低这些噪声源的噪声也是重要的。配线噪声是放大器以外的噪声源的一个实例。

在电位测量装置中，使用差分放大器获取远离动作电位生成点放置的溶液中的每个参考电极产生的电位和动作电位生成点附近布置的每个读出电极产生的电位之间的电位差，并且将放大器的两个输入终端用配线连接至各自的电极，从而获取电位差。如此，可以通过获取每个参考电极产生的电位和每个读出电极产生的电位之间的电位差来消除环境噪声。