JPH09211010A - Electrophyiological characteristic measuring device - Google Patents

Electrophyiological characteristic measuring device

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Publication number
JPH09211010A
JPH09211010A JP8020125A JP2012596A JPH09211010A JP H09211010 A JPH09211010 A JP H09211010A JP 8020125 A JP8020125 A JP 8020125A JP 2012596 A JP2012596 A JP 2012596A JP H09211010 A JPH09211010 A JP H09211010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
electrode
light
glass micropipette
optical microscope
Prior art date
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Pending
Application number
JP8020125A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Okuyama
佳正 奥山
Akihiko Watanabe
明彦 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Original Assignee
BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO, Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK filed Critical BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Priority to JP8020125A priority Critical patent/JPH09211010A/en
Publication of JPH09211010A publication Critical patent/JPH09211010A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable microscopic observation or the measurement of electrophysiological characteristics with high position resolving power by integrally analyzing local image data obtained by a scanning type proximity field optical microscope part and electrophysiological characteristic data obtained by a patch clamp measuring part. SOLUTION: An optical microscope part 100 observes the wide area image of a sample 900. Then, the local image of the sample 900 is observed by a scanning type proximity field optical microscope part 300 while the sample is scanned by a glass micropipette electrode outputting evanescent light from the fine aperture of the leading end thereof. An electrode height setting part 400 sets the leading end of a glass micropipette electrode 200 to the distance within 200mm from the surface of the sample 900 and a current is led out through the glass micropipette electrode 200 by a patch clamp measuring part 500 to be recorded. These phsycological data are collected and analyzed to be recorded and the whole of the apparatus is controlled by an analysis control part 600.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、細胞などの電気生
理学的な測定や記録と近接場顕微観察とを同時に行う電
気生理特性測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophysiological characteristic measuring device for simultaneously performing electrophysiological measurement and recording of cells and the like and near-field microscopic observation.

【0002】[0002]

【従来の技術】生細胞の特性の観察にあたって、従来か
らの光学顕微鏡による形態観察に加えて、電気生理学的
特性の観察が注目されている。
In observing the characteristics of living cells, attention has been paid to the observation of electrophysiological characteristics in addition to the conventional morphological observation using an optical microscope.

【0003】こうしたパッチクランプ法に代表される電
気生理特性測定記録法と光学的顕微観察法を融合した複
合顕微観察用の装置として、微分干渉顕微鏡の映像をビ
デオとそれに付随する画像強調装置を用いて観察記録す
るビデオ強化型微分干渉顕微鏡にレーザピンセットおよ
びパッチクランプ電流測定装置を組込んだマルチ計測顕
微鏡が提案されている(辰巳他、近接場光学研究グルー
プ第二回研究討論会予稿集 pp75−80、1994
年11月)。
As a device for complex microscopic observation in which the electrophysiological characteristic measurement recording method typified by the patch clamp method and the optical microscopic observation method are combined, a video of a differential interference microscope and an image enhancing apparatus accompanying it are used. A multi-measurement microscope incorporating a laser tweezers and a patch clamp current measuring device in a video-enhanced differential interference microscope for observation and recording has been proposed (Tatsumi et al., Proceedings of the 2nd Research Symposium of the Near Field Optics Research Group, pp75- 80, 1994
November).

【0004】このマルチ計測顕微鏡装置では、落射照明
光を集光して試料に照射する第1の対物レンズとして水
浸式で開口数の大きな対物レンズを用いることにより側
方からのパッチ電極の進入を可能とするとともに、Ar
−Krレーザ光源から出力された波長=643nmの光
を落射蛍光の光路に導入して、第1の対物レンズに試料
を挟んで対向して設置された開口数の大きな第2の対物
レンズで集光して試料に照射してレーザピンセット機能
を実行させる。
In this multi-measurement microscope apparatus, a water immersion type objective lens having a large numerical aperture is used as the first objective lens for collecting the incident illumination light and irradiating it onto the sample. And enables Ar
-The light of wavelength = 643 nm output from the Kr laser light source is introduced into the optical path of epi-fluorescence, and is collected by the second objective lens having a large numerical aperture, which is installed to face the first objective lens with the sample in between. The sample is illuminated with light to perform the laser tweezers function.

【0005】この装置では、通常のレンズ光学系を用い
た光学顕微鏡下で、パッチ電極を試料の近くまで接近さ
せた後、電極から与えるパルス電気信号に応じて発生す
る電気信号を電極で検出し、検出された電気信号の振幅
を指標にして、パッチ電極を試料表面に接触させる。こ
の後、パッチ電極内を陰圧にして、試料の膜を電極内に
引き込み、ギガオーム(GΩ)シールを形成させる。
In this apparatus, the patch electrode is brought close to the sample under an optical microscope using an ordinary lens optical system, and then an electric signal generated according to a pulse electric signal given from the electrode is detected by the electrode. The patch electrode is brought into contact with the sample surface by using the amplitude of the detected electric signal as an index. After that, the inside of the patch electrode is set to a negative pressure, and the film of the sample is drawn into the electrode to form a gigaohm (GΩ) seal.

【0006】こうして、この装置では、ビデオ強化型微
分干渉顕微鏡で細胞膜の光学的な映像を捉らえるととも
に、レーザピンセット機能のオン/オフ時における生体
膜電流の変化を観察する。
In this way, in this apparatus, the optical image of the cell membrane is captured by the video enhanced differential interference microscope, and the change in the biomembrane current when the laser tweezers function is turned on / off is observed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】パッチクランプ法に代
表される電気生理特性測定と光学的顕微観察とを融合し
た複合観察では、精度良く限定された微小な領域からの
電気生理特性の情報を選択性を高くして取得することが
条件となる。
In complex observation, which is a fusion of electrophysiological characteristic measurement represented by the patch clamp method and optical microscopic observation, information on electrophysiological characteristic from a very small area that is precisely defined is selected. It is a condition that the property is acquired and acquired.

【0008】この条件に対して、従来のパッチクランプ
装置では、(i)検出される電気信号の振幅および光学
顕微鏡像を指標にして、パッチ電極をマイクロマニピュ
レータを操作して試料の膜に接近させるので、接触後に
は電気信号の振幅が変化しなくなり、また光学顕微鏡観
察からも電極先端の精密な視認が困難であることから、
電極の位置を進めすぎて試料を傷つけてしまう場合が多
い。
In response to this condition, in the conventional patch clamp device, (i) the patch electrode is operated to approach the film of the sample by operating the micromanipulator using the amplitude of the detected electric signal and the optical microscope image as an index. Therefore, the amplitude of the electrical signal does not change after contact, and it is difficult to observe the electrode tip precisely even under optical microscope observation.
In many cases, the position of the electrode is advanced too much and the sample is damaged.

【0009】また、光学プローブとしてレーザーピンセ
ットを用いる従来の装置では、(ii)落射蛍光の光路に
レーザ光を導入し、開口数の大きな対物レンズで集光
し、試料に照射するレーザピンセットなので、光の作用
の及ぶ領域が照射光の光軸方向に限定できないという問
題点があった。
Further, in a conventional device using laser tweezers as an optical probe, (ii) laser tweezers are used to introduce laser light into the optical path of epifluorescence, focus it with an objective lens having a large numerical aperture, and irradiate a sample. There has been a problem that the region where light acts is not limited to the direction of the optical axis of the irradiation light.

【0010】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、簡便かつ確実にGΩシールの形成が可能であり、高
い位置分解能で顕微観察や電気生理学特性測定が可能な
電気生理特性測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and provides an electrophysiological characteristic measuring device capable of forming a GΩ seal easily and reliably and capable of microscopic observation and electrophysiological characteristic measurement with high position resolution. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の電気生理特性
測定装置は、(a)試料の広域像を観察する光学顕微鏡
部と、(b)先端に微小開口を有し、外周部に光反射膜
および絶縁膜が形成されるとともに、内部空間に電極液
を収納し、後端の開口から前記微小開口の径より長い波
長の光が導入されると、前記微小開口からエバネッセン
ト光を出力するガラスマイクロピペット電極と、(c)
照射光を発生する光照射部を備え、ガラスマイクロピペ
ット電極を移動しながら、ガラスマイクロピペット電極
を介してエバネッセント光を試料に照射し、試料の局所
像を観察する走査型近接場光学顕微鏡部と、(d)ガラ
スマイクロピペット電極と試料との間の距離を200n
m以下に近接させる電極高さ設定手段と、(e)ガラス
マイクロピペット電極を通して電圧を印加して、その結
果生じた電流を検出するとともに、試料中の単一の生細
胞あるいは生体膜の微小な領域から生体膜を横切る電流
を電極液を介して導出して記録するパッチクランプ測定
部と、(f)走査型近接場光学顕微鏡部から得られた試
料の局所像と、走査型近接場光学顕微鏡部の光の照射位
置ごとにパッチクランプ測定部から得られた電気生理学
的情報とを収集し、記録し、解析するとともに、装置全
体を制御する解析制御部とを備えることを特徴とする。
An electrophysiological characteristic measuring apparatus according to claim 1 has: (a) an optical microscope section for observing a wide area image of a sample; A reflective film and an insulating film are formed, an electrode liquid is stored in the internal space, and when light having a wavelength longer than the diameter of the minute opening is introduced from the opening at the rear end, evanescent light is output from the minute opening. Glass micropipette electrode, (c)
Equipped with a light irradiation unit that generates irradiation light, while moving the glass micropipette electrode, irradiate the sample with evanescent light through the glass micropipette electrode, and a scanning near-field optical microscope unit that observes a local image of the sample. , (D) The distance between the glass micropipette electrode and the sample is 200n.
A voltage is applied through an electrode height setting means to be brought close to m or less and (e) a glass micropipette electrode, and the resulting current is detected, and a single living cell or biological membrane in a sample A patch clamp measurement unit for deriving and recording the electric current across the biological membrane from the region via the electrode liquid, (f) a local image of the sample obtained from the scanning near field optical microscope unit, and a scanning near field optical microscope The electrophysiological information obtained from the patch clamp measurement unit is collected, recorded and analyzed for each light irradiation position of each part, and an analysis control unit for controlling the entire apparatus is provided.

【0012】ここで、パッチクランプ測定部は、(i)
ガラスマイクロピペット電極で検出された生体電気信号
である生体膜を横切る電流信号を入力し、電圧信号に変
換し、増幅して出力する前置増幅器と、(ii)解析制御
部からの指示により、シール抵抗の測定、膜電位固定、
または膜電流固定に関する指令信号を出力する電気信号
発生装置と、(iii)前置増幅器から出力された電圧信
号を入力し、増幅し、処理して解析制御部へ向けて出力
するとともに、電気信号発生装置から出力された指令信
号を入力し、演算処理して前置増幅器へ向けて出力する
主増幅器とを備えることを特徴としてもよい。
Here, the patch clamp measuring unit is (i)
A preamplifier that inputs a current signal that crosses a biological membrane, which is a bioelectric signal detected by a glass micropipette electrode, converts it into a voltage signal, amplifies and outputs it, and (ii) by an instruction from an analysis control unit, Measurement of seal resistance, fixed membrane potential,
Alternatively, an electric signal generator that outputs a command signal for fixing the membrane current and (iii) the voltage signal output from the preamplifier is input, amplified, processed, and output to the analysis control unit, and at the same time, the electric signal. It may be characterized by further comprising a main amplifier which receives the command signal output from the generator, performs arithmetic processing, and outputs the processed signal to the preamplifier.

【0013】また、電極高さ設定手段には、シィアフォ
ースノンコンタクト原子間力顕微鏡で採用されている共
振位相検知法を好適に採用できる。
Further, as the electrode height setting means, the resonance phase detection method adopted in the shear force non-contact atomic force microscope can be preferably adopted.

【0014】また、光学顕微鏡部では、コントラスト増
強が可能な、ホフマンモジュレーションシステム、位相
差顕微鏡、または微分干渉顕微鏡を好適に使用できる。
Further, in the optical microscope section, a Hoffman modulation system, a phase contrast microscope or a differential interference microscope capable of enhancing contrast can be preferably used.

【0015】また、光照射部は、波長可変レーザを備え
ることとしてもよいし、また、(i)白色光源と、(i
i)白色光源から出力された白色光を分光出力する分光
器と、(iii)分光器から出力された光の全波長成分の
中から特定の波長の光を選択して出力する光選択器とを
備えることとしてもよい。
The light irradiator may be provided with a tunable laser, and (i) a white light source and (i)
i) a spectroscope for spectrally outputting the white light output from the white light source, and (iii) an optical selector for selecting and outputting light of a specific wavelength from all wavelength components of the light output from the spectroscope. May be provided.

【0016】請求項1の電気生理特性測定装置では、ま
ず、光学顕微鏡部で試料の広域像を得る。こうして得ら
れる試料の広域像に基づいて、ガラスマイクロピペット
電極を形態観察の対象である細胞などの生体試料上の位
置に移動する。引き続き、ガラスマイクロピペット電極
の先端を試料表面の近接場領域である初期位置まで接近
させる。ガラスマイクロピペット電極の近接場領域への
移動にあたっては、ノンコンタクト走査型顕微鏡モード
またはシィアフォースノンコンタクト走査型顕微鏡モー
ドなどの方式を好適に使用できる。
In the electrophysiological property measuring apparatus of the first aspect, first, a wide area image of the sample is obtained by the optical microscope section. Based on the thus obtained wide area image of the sample, the glass micropipette electrode is moved to a position on a biological sample such as a cell which is an object of morphological observation. Subsequently, the tip of the glass micropipette electrode is brought close to the initial position, which is the near-field region of the sample surface. In moving the glass micropipette electrode to the near field region, a system such as a non-contact scanning microscope mode or a shear force non-contact scanning microscope mode can be preferably used.

【0017】こうして、試料の近接場顕微観察による形
態観察にあたっての幾何学的準備が完了し、形態観察を
開始する。
Thus, the geometric preparation for the morphological observation of the sample by the near-field microscopic observation is completed, and the morphological observation is started.

【0018】まず、光照射部が発生した照射光を初期位
置に設定されたガラスマイクロピペット電極を介して照
射する。ここで、ガラスマイクロピペット電極を介して
試料に照射される照射光は非放射光であるエバネセント
光であり、結像のためのレンズなどを用いないので、レ
ンズの開口による回折の制限を受けず、位置分解能がガ
ラスマイクロピペット電極の先端の開口径のみで決定さ
れる。この結果、ガラスマイクロピペット電極の先端の
径を数100nmにし、ガラスマイクロピペット電極と
試料との間を近接場領域となる数100nm以下とすれ
ば、照射光の波長の数分の1〜数10分の1の分解能
で、試料の微細な形状や構造、あるいは微小領域におけ
る光学的な特性が観察できる。こうして観察される試料
の局所像は解析制御部に通知される。
First, the irradiation light generated by the light irradiation unit is irradiated through the glass micropipette electrode set at the initial position. Here, the irradiation light irradiated to the sample through the glass micropipette electrode is evanescent light which is non-emission light and does not use a lens for image formation, so that it is not restricted by the diffraction of the lens aperture. The position resolution is determined only by the opening diameter of the tip of the glass micropipette electrode. As a result, if the diameter of the tip of the glass micropipette electrode is set to several hundred nm and the distance between the glass micropipette electrode and the sample is set to several hundred nm or less, which is a near-field region, a fraction of the irradiation light wavelength With a resolution of one-half, it is possible to observe the fine shape and structure of the sample, or the optical characteristics in a minute region. The local image of the sample thus observed is notified to the analysis control unit.

【0019】解析制御部は、走査型近接場光学顕微鏡部
から通知された試料の局所像情報と、パッチクランプ測
定部から通知された電気生理学的特性情報を収集し、初
期位置情報とともに格納する。
The analysis control unit collects the local image information of the sample notified from the scanning near-field optical microscope unit and the electrophysiological characteristic information notified from the patch clamp measurement unit, and stores it together with the initial position information.

【0020】次に、解析制御部は、走査型近接場光学顕
微鏡部に走査を指示する。そして、走査位置ごとに、上
記と同様にして、試料の局所像情報を収集し、走査位置
情報とともに格納する。
Next, the analysis control unit instructs the scanning near-field optical microscope unit to perform scanning. Then, local image information of the sample is collected for each scanning position and stored together with the scanning position information.

【0021】走査にあたって、近接場領域内での走査を
確保するためには、コンスタントハイトモード制御、ノ
ンコンタクト走査型顕微鏡モード制御、またはシィアフ
ォースノンコンタクト走査型顕微鏡モード制御などの方
式を好適に使用できる。
In order to secure the scanning in the near-field region in scanning, a method such as constant height mode control, non-contact scanning microscope mode control, or shear force non-contact scanning microscope mode control is suitable. Can be used.

【0022】走査、情報収集、および情報格納の完了
後、解析制御部は格納情報に基づいて、解析制御部は、
試料の走査領域全体の光学像情報を解析し、顕微観察像
を再構成して表示や記録などを行う。この結果、通常の
光学顕微鏡による形態観察に比べて、より高い空間分解
能で試料の形態の観察ができる。
After the completion of scanning, information collection, and information storage, the analysis control unit is based on the stored information, and the analysis control unit is
The optical image information of the entire scanning area of the sample is analyzed, and the microscopic observation image is reconstructed for display and recording. As a result, the morphology of the sample can be observed with a higher spatial resolution as compared with the morphological observation with a normal optical microscope.

【0023】また、照射光の波長を変化させて各波長ご
とに、上記と同様に、走査、情報収集、および情報格納
を行い、試料の走査領域全体の光学像情報を解析し、顕
微観察像を再構成して表示や記録などを行う。この結
果、照射光の波長に応じた多元的な試料の観察ができ
る。
Further, the wavelength of the irradiation light is changed, and the scanning, information collection and information storage are performed for each wavelength in the same manner as described above, the optical image information of the entire scanning region of the sample is analyzed, and the microscopic observation image is obtained. Is reconfigured and displayed and recorded. As a result, it is possible to observe a multidimensional sample according to the wavelength of the irradiation light.

【0024】次に、上記の顕微観察像に基づいて、ガラ
スマイクロピペット電極を近接場顕微鏡部の走査手段を
用いて電気生理測定点の上方に移動する。
Next, based on the above-mentioned microscopic observation image, the glass micropipette electrode is moved above the electrophysiological measurement point by using the scanning means of the near-field microscope section.

【0025】次いで、電極高さ設定手段を用いて、ガラ
スマイクロピペット電極を試料表面に接近させる。ま
た、これと同時に、ガラスマイクロピペット電極を通し
て電圧を印加し、生じる電流をモニタする。
Then, the electrode height setting means is used to bring the glass micropipette electrode close to the sample surface. At the same time, a voltage is applied through the glass micropipette electrode and the resulting current is monitored.

【0026】そして、電極高さ設定手段で200nm以
内に接近したと判断されたこと、および、モニタ電流が
充分小さくなったと判断されたことを条件として、接近
操作を止める。
Then, the approach operation is stopped on the condition that the electrode height setting means determines that the distance is within 200 nm and that the monitor current is sufficiently small.

【0027】この結果、試料の表面からの距離が200
nm以下であり、かつ、試料を傷つけない高さにガラス
マイクロピペット電極の先端が確実に設定される。
As a result, the distance from the surface of the sample is 200
The tip of the glass micropipette electrode is reliably set to a height that is not more than nm and does not damage the sample.

【0028】次に、電極内を陰圧にして、試料の膜を電
極内に引き込み、GΩシールを形成し、電極内部に電解
液を導入する。なお、ガラスマイクロピペット電極の外
周には絶縁膜が形成されているので、ギガオーム(G
Ω)シールが確実に形成される。
Next, a negative pressure is applied to the inside of the electrode to draw the sample film into the electrode to form a GΩ seal, and the electrolytic solution is introduced into the electrode. Since an insulating film is formed on the outer periphery of the glass micropipette electrode, a gigaohm (G
Ω) The seal is reliably formed.

【0029】こうして、試料の電気生理学的観察にあた
っての幾何学的準備が完了する。そして、試料中の単一
の生細胞あるいは生体膜の微小な領域から生体膜を横切
る電流を電極液を介してパッチクランプ測定部で導出
し、電圧信号への変換や増幅などを施して解析制御部へ
通知する。解析制御部では、パッチクランプ測定部から
通知された電気生理学的情報を収集し、記録し、解析す
る。
Thus, the geometric preparation for electrophysiological observation of the sample is completed. Then, a current that crosses the biological membrane from a single living cell in the sample or a minute area of the biological membrane is derived at the patch clamp measurement unit via the electrode liquid, and converted to a voltage signal or amplified to perform analysis control. Notify the department. The analysis control unit collects, records, and analyzes the electrophysiological information notified from the patch clamp measurement unit.

【0030】また、光照射部が発生した照射光をガラス
マイクロピペット電極を介して照射すると、光の照射に
よって発生した試料内の電気生理学的変化に伴う生体膜
を横切る電流は、ガラスマイクロピペット電極から導出
されてパッチクランプ測定部で測定され、測定結果が解
析制御部に通知される。
Further, when the irradiation light generated by the light irradiation unit is irradiated through the glass micropipette electrode, the current flowing across the biological membrane due to the electrophysiological change in the sample generated by the irradiation of the light is the glass micropipette electrode. The measurement result is notified to the analysis control unit.

【0031】解析制御部は、走査型近接場光学顕微鏡部
から通知された試料の局所像情報に加えて、パッチクラ
ンプ測定部から通知された電気生理学的特性情報を収集
し、電気生理測定点情報とともに格納する。
The analysis control unit collects the electrophysiological characteristic information notified from the patch clamp measuring unit in addition to the local image information of the sample notified from the scanning near-field optical microscope unit, and the electrophysiological measurement point information. Store with.

【0032】また、照射光の波長を変化させて各波長ご
とに、情報収集、および情報格納を行い、試料の光照射
位置に応じた電気生理学的特性情報を解析し、顕微観察
像と生体電気反応とを対応させて再構成して表示や記録
などを行う。この結果、照射光の波長に応じた多元的な
試料の観察ができる。
Further, the wavelength of the irradiation light is changed to collect and store information for each wavelength, and the electrophysiological characteristic information corresponding to the light irradiation position of the sample is analyzed to obtain a microscopic observation image and bioelectricity. Correspond to the reaction and reconfigure to display and record. As a result, it is possible to observe a multidimensional sample according to the wavelength of the irradiation light.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の光学プローブ顕微鏡装置の実施の形態を説明する。な
お、図面の説明にあたって同一の要素には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the optical probe microscope apparatus of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0034】図1は、本発明の電気生理特性測定装置の
全体構成図である。この装置は、近接場顕微鏡機能によ
り高い位置分解能で試料の光学像を得るとともに、パッ
チクランプ測定機能により光刺激による電気生理学的特
性の変化を測定する装置である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the electrophysiological characteristic measuring device of the present invention. This device is a device that obtains an optical image of a sample with a high position resolution by a near-field microscope function and measures changes in electrophysiological properties due to optical stimulation by a patch clamp measurement function.

【0035】図1に示すように、この装置は、(a)試
料900の広域像を観察する光学顕微鏡部100と、
(b)先端に微小開口を有し、外周部に光反射膜および
絶縁膜が形成されるとともに、内部空間に電極液を収納
し、後端の開口から微小開口の径より長い波長の光が導
入されると、微小開口からエバネッセント光を出力する
ガラスマイクロピペット電極200と、(c)照射光を
発生する波長可変光照射部310を備え、ガラスマイク
ロピペット電極200を移動しながら、ガラスマイクロ
ピペット電極200を介してエバネッセント光を試料9
00に照射し、試料900の局所像を観察する走査型近
接場光学顕微鏡部300と、(d)ガラスマイクロピペ
ット電極200と試料900との間の距離を200nm
以下に近接させる電極高さ設定部400と、(e)ガラ
スマイクロピペット電極200を通して電圧を印加し
て、その結果生じた電流を検出するとともに、試料中の
単一の生細胞あるいは生体膜の微小な領域から生体膜を
横切る電流を電極液を介して導出して記録するパッチク
ランプ測定部500と、(f)走査型近接場光学顕微鏡
部200から得られた試料900の局所像と、走査型近
接場光学顕微鏡部300の光の照射ごとにパッチクラン
プ測定部500から得られた電気生理学的情報とを収集
し、記録し、解析するとともに、装置全体を制御する解
析制御部600とを備える。そして、収納器700に収
納された水浸状態の試料900を観察する。
As shown in FIG. 1, this apparatus comprises (a) an optical microscope section 100 for observing a wide area image of a sample 900;
(B) A micro-opening is formed at the tip, a light-reflecting film and an insulating film are formed on the outer periphery, and an electrode liquid is stored in the internal space, so that light with a wavelength longer than the diameter of the micro-opening is emitted from the rear-end opening. When introduced, the glass micropipette electrode 200 that outputs evanescent light from the minute opening and the variable wavelength light irradiation unit 310 that generates (c) irradiation light are provided, and the glass micropipette electrode 200 is moved while the glass micropipette electrode 200 is being moved. Evanescent light is transmitted through the electrode 200 to the sample 9
00, and the scanning near-field optical microscope unit 300 for observing a local image of the sample 900, and (d) the distance between the glass micropipette electrode 200 and the sample 900 is 200 nm.
A voltage is applied through the electrode height setting unit 400 and the glass micropipette electrode 200 (e), which are brought close to each other as described below, and the resulting current is detected, and at the same time, a single living cell or biological membrane in the sample is minute. A patch clamp measurement unit 500 for deriving and recording a current across a biological membrane from a different region via an electrode solution, (f) a local image of a sample 900 obtained from a scanning near-field optical microscope unit 200, and a scanning type An electrophysiological information obtained from the patch clamp measurement unit 500 for each irradiation of light from the near-field optical microscope unit 300 is collected, recorded, and analyzed, and an analysis control unit 600 that controls the entire apparatus is provided. Then, the water-immersed sample 900 stored in the container 700 is observed.

【0036】光学顕微鏡部100では、ホフマンコンデ
ンサ、位相差顕微鏡、または微分干渉顕微鏡を好適に使
用できる。
In the optical microscope section 100, a Hoffman condenser, a phase contrast microscope, or a differential interference microscope can be preferably used.

【0037】ガラスマイクロピペット電極200は、先
端部に数100nm程度の径の開口を有する。
The glass micropipette electrode 200 has an opening with a diameter of about several hundred nm at the tip.

【0038】走査型近接場光学顕微鏡部300は、
(i)波長可変光照射部310と、(ii)波長可変光照
射部310から出力された照射光がガラスマイクロピペ
ット電極200を介して試料900に照射されて発生す
る光学像を撮像する撮像部320と、(iii)ガラスマ
イクロピペット電極200位置を移動させる走査部33
0とを備える。
The scanning near-field optical microscope unit 300 is
(I) Wavelength variable light irradiation unit 310, and (ii) Imaging unit that captures an optical image generated by irradiation of the irradiation light output from the wavelength variable light irradiation unit 310 onto the sample 900 via the glass micropipette electrode 200. 320, and (iii) the scanning unit 33 that moves the position of the glass micropipette electrode 200.
0.

【0039】図2は、波長可変光照射部310の構成図
である。図2(a)は、波長可変光源を、解析制御部6
00から指示された波長の光を出力する波長可変レーザ
312で構成した場合を示し、また、図3(b)は、波
長可変光源を、(i)白色光源313と、(ii)白色光
源313から出力された白色光を分光出力する分光器3
14と、(iii)分光器314から出力された光の内か
ら解析制御部から指示された波長の光を選択して出力す
る可動スリット315とで構成した場合を示す。
FIG. 2 is a block diagram of the variable wavelength light irradiation section 310. FIG. 2A shows a wavelength tunable light source, and an analysis control unit 6
00 shows a case in which the wavelength tunable laser 312 that outputs the light of the wavelength instructed from 00 is used, and FIG. 3B shows the wavelength tunable light source as (i) white light source 313 and (ii) white light source 313. Spectroscope 3 for spectrally outputting the white light output from the
14 and (iii) a movable slit 315 that selects and outputs the light of the wavelength instructed by the analysis control unit from the light output from the spectroscope 314.

【0040】撮像部320は、(i)試料からの光を集
める対物レンズ321と、(ii)対物レンズ321を介
した光を結像させる結像光学系322と、(iii)結像
面に受光面が設置された撮像器323とを備える。
The image pickup section 320 includes (i) an objective lens 321 that collects light from the sample, (ii) an image forming optical system 322 that forms an image of the light through the objective lens 321, and (iii) an image forming surface. And an image pickup device 323 having a light receiving surface.

【0041】電極高さ設定部400では、シィアフォー
スノンコンタクト原子間力顕微鏡で採用されている共振
位相検知法が採用さている。
In the electrode height setting section 400, the resonance phase detection method adopted in the shear force non-contact atomic force microscope is adopted.

【0042】パッチクランプ測定部500は、(i)ガ
ラスマイクロピペット電極で検出された生体電気信号で
ある生体膜を横切る電流信号を入力し、電圧信号に変換
し、増幅して出力する前置増幅器520と、(ii)解析
制御部600からの指示により、シール抵抗の測定、膜
電位固定、または膜電流固定に関する指令信号を出力す
る電気信号発生装置530と、(iii)前置増幅器52
0から出力された電圧信号を入力し、増幅し、処理して
解析制御部へ向けて出力するとともに、電気信号発生装
置から出力された指令信号を入力し、演算処理して前置
増幅器520へ向けて出力する主増幅器540とを備え
る。
The patch clamp measuring section 500 (i) inputs a current signal which is a bioelectric signal detected by a glass micropipette electrode and which crosses a biological membrane, converts it into a voltage signal, and amplifies and outputs it. 520, (ii) an electric signal generator 530 that outputs a command signal related to the measurement of the seal resistance, the membrane potential fixation, or the membrane current fixation according to an instruction from the analysis control unit 600, and (iii) the preamplifier 52.
The voltage signal output from 0 is input, amplified, processed, and output to the analysis control unit, and the command signal output from the electric signal generation device is input, arithmetic processing is performed, and the preamplifier 520 is input. And a main amplifier 540 that outputs the signal to the main amplifier.

【0043】本実施形態の電気生理特性測定装置では、
まず、光学顕微鏡部100で試料900の広域像を得
る。こうして得られる試料900の広域像に基づいて、
ガラスマイクロピペット電極200を形態観察の対象で
ある細胞などの生体試料900上の位置に移動する。引
き続き、ガラスマイクロピペット電極200の先端を試
料表面の近接場領域である初期位置まで接近させる。ガ
ラスマイクロピペット電極200の近接場領域への移動
にあたっては、ノンコンタクト走査型顕微鏡モードまた
はシィアフォースノンコンタクト走査型顕微鏡モードな
どの方式を好適に使用できる。
In the electrophysiological characteristic measuring apparatus of this embodiment,
First, a wide area image of the sample 900 is obtained by the optical microscope unit 100. Based on the wide area image of the sample 900 thus obtained,
The glass micropipette electrode 200 is moved to a position on the biological sample 900 such as a cell whose shape is to be observed. Subsequently, the tip of the glass micropipette electrode 200 is brought close to the initial position which is the near-field region on the sample surface. In moving the glass micropipette electrode 200 to the near field region, a method such as a non-contact scanning microscope mode or a shear force non-contact scanning microscope mode can be preferably used.

【0044】こうして、試料の近接場顕微観察による形
態観察にあたっての幾何学的準備が完了し、形態観察を
開始する(図3参照)。
Thus, the geometric preparation for the morphological observation of the sample by the near-field microscopic observation is completed, and the morphological observation is started (see FIG. 3).

【0045】まず、光照射部310が発生した照射光を
初期位置に設定されたガラスマイクロピペット電極20
0を介して照射する。ここで、ガラスマイクロピペット
電極200を介して試料に照射される照射光は非放射光
であるエバネセント光であり、結像のためのレンズなど
を用いないので、レンズの開口による回折の制限を受け
ず、位置分解能がガラスマイクロピペット電極200の
先端の開口径のみで決定される。この結果、ガラスマイ
クロピペット電極の先端の径を数100nm程度とし、
ガラスマイクロピペット電極と試料との間を近接場領域
となる数100nm以下とすれば、照射光の波長の数分
の1〜数10分の1の分解能で、試料900の微細な形
状や構造、あるいは微小領域における光学的な特性が撮
像部320で撮像され、観察できる。こうして観察され
る試料の局所像は解析制御部600に通知される。
First, the irradiation light generated by the light irradiation unit 310 is set at the initial position of the glass micropipette electrode 20.
Irradiate through 0. Here, the irradiation light with which the sample is irradiated through the glass micropipette electrode 200 is evanescent light that is non-emission light, and since a lens for image formation is not used, there is a limit of diffraction due to the aperture of the lens. Instead, the positional resolution is determined only by the opening diameter of the tip of the glass micropipette electrode 200. As a result, the diameter of the tip of the glass micropipette electrode is set to about several 100 nm,
If the distance between the glass micropipette electrode and the sample is set to several hundred nm or less, which is a near-field region, the fine shape and structure of the sample 900 can be obtained with a resolution of several 1 to several tens of the wavelength of irradiation light. Alternatively, the optical characteristics in the micro area can be imaged and observed by the imaging unit 320. The local image of the sample thus observed is notified to the analysis control unit 600.

【0046】解析制御部600は、走査型近接場光学顕
微鏡部200から通知された試料900の局所像情報を
収集し、初期位置情報とともに格納する。
The analysis control unit 600 collects the local image information of the sample 900 notified from the scanning near-field optical microscope unit 200 and stores it together with the initial position information.

【0047】次に、解析制御部600は、走査型近接場
光学顕微鏡部300に走査を指示する。そして、走査位
置ごとに、上記と同様にして、試料900の局所像情報
を収集し、走査位置情報とともに格納する。
Next, the analysis control section 600 instructs the scanning near-field optical microscope section 300 to perform scanning. Then, local image information of the sample 900 is collected for each scanning position and stored together with the scanning position information.

【0048】走査にあたって、近接場領域内での走査を
確保するためには、コンスタントハイトモード制御、ノ
ンコンタクト走査型顕微鏡モード制御、またはシィアフ
ォースノンコンタクト走査型顕微鏡モード制御などの方
式を好適に使用できる。
In order to secure the scanning in the near field region, a method such as constant height mode control, non-contact scanning type microscope mode control, or shear force non-contact scanning type microscope mode control is suitable for scanning. Can be used.

【0049】走査、情報収集、および情報格納の完了
後、解析制御部600は格納情報に基づいて、解析制御
部600は、試料の走査領域全体の光学像情報を解析
し、顕微観察像を再構成して表示や記録などを行う。こ
の結果、通常の光学顕微鏡による形態観察に比べて、よ
り高い空間分解能で試料900の形態の観察ができる。
After the completion of scanning, information collection, and information storage, the analysis control unit 600 analyzes the optical image information of the entire scanning region of the sample based on the stored information, and reconstructs the microscopic observation image. Configure and display and record. As a result, the morphology of the sample 900 can be observed with a higher spatial resolution than the morphology observation with a normal optical microscope.

【0050】また、照射光の波長を変化させて各波長ご
とに、上記と同様に、走査、情報収集、および情報格納
を行い、試料900の走査領域全体の光学像情報を解析
し、顕微観察像を再構成して表示や記録などを行う。こ
の結果、照射光の波長に応じた多元的な試料の観察がで
きる。
Further, the wavelength of the irradiation light is changed, and the scanning, information collection and information storage are performed for each wavelength in the same manner as described above, the optical image information of the entire scanning region of the sample 900 is analyzed, and microscopic observation is performed. Images are reconstructed for display and recording. As a result, it is possible to observe a multidimensional sample according to the wavelength of the irradiation light.

【0051】次に、上記の顕微観察像に基づいて、ガラ
スマイクロピペット電極200を近接場顕微鏡部200
の走査手段を用いて電気生理測定点の上方に移動する。
Next, based on the above-mentioned microscopic observation image, the glass micropipette electrode 200 is mounted on the near-field microscope section 200.
The scanning means is used to move above the electrophysiological measurement point.

【0052】次いで、電極高さ設定部400を用いて、
ガラスマイクロピペット電極200を試料表面に接近さ
せる。また、これと同時に、ガラスマイクロピペット電
極200を通して電圧を印加し、生じる電流をモニタす
る。
Next, using the electrode height setting unit 400,
The glass micropipette electrode 200 is brought close to the sample surface. At the same time, a voltage is applied through the glass micropipette electrode 200 and the resulting current is monitored.

【0053】そして、電極高さ設定部で200nm以内
に接近したと判断されたこと、および、モニタ電流が充
分小さくなったと判断されたことを条件として、接近操
作を止める。
Then, the approach operation is stopped on the condition that the electrode height setting unit determines that the distance is within 200 nm and that the monitor current is sufficiently small.

【0054】この結果、試料900の表面からの距離が
200nm以下であり、かつ、試料を傷つけない高さに
ガラスマイクロピペット電極200の先端が確実に設定
される(図4参照)。
As a result, the distance from the surface of the sample 900 is 200 nm or less, and the tip of the glass micropipette electrode 200 is reliably set to a height that does not damage the sample (see FIG. 4).

【0055】次に、電極200内を陰圧にして、試料9
00の膜を電極内に引き込み、GΩシールを形成させる
(図5参照)。このとき、GΩシールの形成までの過程
を電気的にモニタするため、シール抵抗値の測定、膜電
位固定および膜電流固定するための指令パルスを主増幅
器540を介して前置増幅器520に出力するために、
解析制御部600の制御を受けたパルスジェネレータ5
30を用いる。なお、ガラスマイクロピペット電極20
0の外周には絶縁膜が形成されているので、ギガオーム
(GΩ)シールが確実に形成される。
Next, the inside of the electrode 200 is made a negative pressure, and the sample 9
The 00 film is pulled into the electrode to form a GΩ seal (see FIG. 5). At this time, in order to electrically monitor the process up to the formation of the GΩ seal, command pulses for measuring the seal resistance value, fixing the membrane potential and fixing the membrane current are output to the preamplifier 520 via the main amplifier 540. for,
The pulse generator 5 under the control of the analysis control unit 600
Use 30. The glass micropipette electrode 20
Since the insulating film is formed on the outer periphery of 0, a gigaohm (GΩ) seal is reliably formed.

【0056】こうして、試料900の電気生理学的観察
にあたっての幾何学的準備が完了する。そして、試料9
00中の単一の生細胞あるいは生体膜の微小な領域から
生体膜を横切る電流をマイクロピペット電極200から
導出してパッチクランプ測定部で測定し、測定結果が解
析制御部600へ通知される。なお、パッチ電極310
で導出された電流・電位は、前置増幅器520内の電流
電圧変換器により電圧信号に変換されるが、微小信号な
ので増幅、演算、電流雑音の低減などの処理を行う主増
幅器540を介して解析制御部600に通知される。
Thus, the geometric preparation for the electrophysiological observation of the sample 900 is completed. And sample 9
A current crossing the biological membrane from a single living cell in 00 or a minute region of the biological membrane is derived from the micropipette electrode 200 and measured by the patch clamp measurement unit, and the measurement result is notified to the analysis control unit 600. Note that the patch electrode 310
The current / potential derived in step S4 is converted into a voltage signal by the current / voltage converter in the preamplifier 520, but since it is a minute signal, it passes through the main amplifier 540 that performs processing such as amplification, calculation, and reduction of current noise. The analysis control unit 600 is notified.

【0057】解析制御部600では、パッチクランプ測
定部500から通知された電気生理学的情報を収集し、
記録し、解析する。
The analysis control unit 600 collects the electrophysiological information notified from the patch clamp measurement unit 500,
Record and analyze.

【0058】また、光照射部310が発生した照射光を
ガラスマイクロピペット電極200を介して照射する
と、光の照射によって発生した試料内の電気生理学的変
化に伴う生体膜を横切る電流は、ガラスマイクロピペッ
ト電極200から導出されてパッチクランプ測定部で測
定され、測定結果が解析制御部600に通知される(図
6参照)。
When the irradiation light generated by the light irradiation unit 310 is irradiated through the glass micropipette electrode 200, the current across the biological membrane caused by the electrophysiological changes in the sample generated by the irradiation of light is The result is derived from the pipette electrode 200, measured by the patch clamp measurement unit, and the measurement result is notified to the analysis control unit 600 (see FIG. 6).

【0059】解析制御部600は、走査型近接場光学顕
微鏡部200から通知された試料900の局所像情報に
加えて、パッチクランプ測定部500から通知された電
気生理学的特性情報を収集し、電気生理測定点情報、照
射光情報(照射光強度)とともに格納する。
The analysis control section 600 collects the electrophysiological characteristic information notified from the patch clamp measurement section 500 in addition to the local image information of the sample 900 notified from the scanning near-field optical microscope section 200, and It is stored together with physiological measurement point information and irradiation light information (irradiation light intensity).

【0060】また、照射光の波長を変化させて各波長ご
とに、情報収集、および情報格納を行い、試料900の
光照射位置に応じた電気生理学的特性情報を解析し、顕
微観察像と生体電気反応とを対応させて再構成して表示
や記録などを行う。この結果、照射光の波長に応じた多
元的な試料の観察ができる。
Further, the wavelength of the irradiation light is changed to collect and store the information for each wavelength, and the electrophysiological characteristic information according to the light irradiation position of the sample 900 is analyzed to obtain a microscopic observation image and a living body. Corresponding to the electric reaction, it is reconfigured and displayed and recorded. As a result, it is possible to observe a multidimensional sample according to the wavelength of the irradiation light.

【0061】なお、本実施形態の装置を用いて、経時的
に情報収集することにより、照射光に対応して生じる試
料900の電気生理学的特性の変化を経時的に観察する
こともできる。
By collecting information over time using the apparatus of this embodiment, it is possible to observe over time the changes in the electrophysiological characteristics of the sample 900 that occur in response to the irradiation light.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の電
気生理特性測定装置によれば、走査型近接場光学顕微鏡
部によって光学的顕微鏡観察をし、走査型近接場光学顕
微鏡機能に必須の微小開口のガラスマイクロピペット電
極による微小領域への光照射によって生じる電気生理学
的変化をこのガラスマイクロピペット電極を介してパッ
チクランプ測定部で測定し、双方の情報を解析制御部で
統合するので、簡易な構成で、高い位置分解能で試料の
光学的態様と、光刺激位置による電気生理学的態様の変
化を観察することができる。
As described in detail above, according to the electrophysiological property measuring apparatus of the present invention, an optical microscope observation is performed by the scanning near-field optical microscope unit, which is essential for the scanning near-field optical microscope function. Electrophysiological changes caused by light irradiation to a microscopic area by a glass micropipette electrode with a microaperture are measured by the patch clamp measurement unit via this glass micropipette electrode, and both information are integrated by the analysis control unit. With such a configuration, it is possible to observe changes in the optical aspect of the sample and the electrophysiological aspect depending on the photostimulation position with high positional resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の電気生理特性測定装置
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrophysiological characteristic measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】波長可変光照射部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a wavelength variable light irradiation unit.

【図3】近接場顕微観察時の試料付近の幾何学的配置の
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a geometrical arrangement in the vicinity of a sample at the time of near-field microscopic observation.

【図4】GΩシール形成直前の試料付近の幾何学的配置
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a geometrical arrangement in the vicinity of a sample immediately before formation of a GΩ seal.

【図5】GΩシール形成後の試料付近の幾何学的配置の
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a geometrical arrangement in the vicinity of a sample after forming a GΩ seal.

【図6】電気生理特性測定時の試料付近の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the vicinity of a sample when measuring electrophysiological characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…光学顕微鏡部、200…ガラスマイクロピペッ
ト電極、300…走査型近接場光学顕微鏡部、310…
波長可変光照射部、311…波長可変レーザ、312…
白色光源、313…分光器、314…スリット、400
…電極高さ設定部、500…パッチクランプ測定部、5
10…マイクロマニピュレータ、520…前置増幅器、
530…パルスジェネレータ、540…主増幅器、60
0…解析制御部。
100 ... Optical microscope section, 200 ... Glass micropipette electrode, 300 ... Scanning near-field optical microscope section, 310 ...
Wavelength variable light irradiator, 311 ... Wavelength variable laser, 312 ...
White light source, 313 ... Spectrometer, 314 ... Slit, 400
… Electrode height setting unit, 500… Patch clamp measuring unit, 5
10 ... Micromanipulator, 520 ... Preamplifier,
530 ... Pulse generator, 540 ... Main amplifier, 60
0 ... Analysis control unit.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料の広域像を観察する光学顕微鏡部
と、 先端に微小開口を有し、外周部に光反射膜および絶縁膜
が形成されるとともに、内部空間に電極液を収納し、後
端の開口から前記微小開口の径より長い波長の光が導入
されると、前記微小開口からエバネッセント光を出力す
るガラスマイクロピペット電極と、 照射光を発生する光照射部を備え、前記ガラスマイクロ
ピペット電極を移動しながら、前記ガラスマイクロピペ
ット電極を介してエバネッセント光を試料に照射し、前
記試料の局所像を観察する走査型近接場光学顕微鏡部
と、 前記ガラスマイクロピペット電極と前記試料との間の距
離を200nm以下に近接させる電極高さ設定手段と、 前記ガラスマイクロピペット電極を通して電圧を印加し
て、その結果生じた電流を検出するとともに、前記試料
中の単一の生細胞あるいは生体膜の微小な領域から生体
膜を横切る電流を前記電極液を介して導出して記録する
パッチクランプ測定部と、 前記走査型近接場光学顕微鏡部から得られた前記試料の
局所像と、前記走査型近接場光学顕微鏡部の光の照射位
置ごとに前記パッチクランプ測定部から得られた電気生
理学的情報とを収集し、記録し、解析するとともに、装
置全体を制御する解析制御部と、 を備えることを特徴とする電気生理特性測定装置。
1. An optical microscope section for observing a wide area image of a sample, a micro-opening at the tip, a light-reflecting film and an insulating film are formed on the outer periphery, and an electrode solution is housed in an internal space. The glass micropipette includes a glass micropipette electrode that outputs evanescent light from the microaperture when light with a wavelength longer than the diameter of the microaperture is introduced from the end opening, and a light irradiation unit that generates irradiation light. While moving the electrode, irradiate the sample with evanescent light through the glass micropipette electrode, a scanning near-field optical microscope section for observing a local image of the sample, and between the glass micropipette electrode and the sample Of electrode height setting means for bringing the distance between the electrodes to 200 nm or less and a voltage is applied through the glass micropipette electrode, and the resulting current is detected. In addition, a patch clamp measuring unit for recording and recording a current across a biological membrane from a single living cell in the sample or a minute area of the biological membrane via the electrode solution, and the scanning near-field optical microscope. Local image of the sample obtained from the section, and the electrophysiological information obtained from the patch clamp measurement unit for each irradiation position of light of the scanning near-field optical microscope unit is collected, recorded, and analyzed. In addition, an electrophysiological characteristic measurement device comprising: an analysis control unit that controls the entire device.
【請求項2】 前記パッチクランプ測定部は、 前記ガラスマイクロピペット電極で検出された生体電気
信号である前記生体膜を横切る電流信号を入力し、電圧
信号に変換し、増幅して出力する前置増幅器と、 前記解析制御部からの指示により、シール抵抗の測定、
膜電位固定、または膜電流固定に関する指令信号を出力
する電気信号発生装置と、 前記前置増幅器から出力された電圧信号を入力し、増幅
し、処理して前記解析制御部へ向けて出力するととも
に、前記電気信号発生装置から出力された前記指令信号
を入力し、演算処理して前記前置増幅器へ向けて出力す
る主増幅器と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の電気生理特性
測定装置。
2. The patch clamp measuring unit receives a bioelectric signal detected by the glass micropipette electrode, that is, a current signal that crosses the biological membrane, converts the signal into a voltage signal, amplifies and outputs the signal. An amplifier and a seal resistance measurement by an instruction from the analysis control unit,
An electric signal generator that outputs a command signal related to membrane potential fixation or membrane current fixation, and a voltage signal output from the preamplifier is input, amplified, processed, and output toward the analysis control unit. 2. The electrophysiological characteristic measurement according to claim 1, further comprising: a main amplifier that receives the command signal output from the electrical signal generator, performs an arithmetic process on the command signal, and outputs the processed signal toward the preamplifier. apparatus.
【請求項3】 前記電極高さ設定手段は共振位相検知法
を用いる、ことを特徴とする請求項1記載の電気生理特
性測定装置。
3. The electrophysiological characteristic measuring device according to claim 1, wherein the electrode height setting means uses a resonance phase detection method.
【請求項4】 前記光学顕微鏡部は、ホフマンモジュレ
ーションシステム、位相差顕微鏡、および微分干渉顕微
鏡のいずれか1つを備える、ことを特徴とする請求項1
記載の電気生理特性測定装置。
4. The optical microscope unit comprises any one of a Hoffman modulation system, a phase contrast microscope, and a differential interference microscope.
The electrophysiological property measuring device described.
【請求項5】 前記光照射部は波長可変レーザを備え
る、ことを特徴とする請求項1記載の電気生理特性測定
装置。
5. The electrophysiological characteristic measurement device according to claim 1, wherein the light irradiation unit includes a variable wavelength laser.
【請求項6】 前記光照射部は、 白色光源と、 前記白色光源から出力された白色光を分光出力する分光
器と、 前記分光器から出力された光の全波長成分の中から特定
の波長の光を選択して出力する光選択器と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の電気生理特性
測定装置。
6. The light irradiating section has a specific wavelength from among a white light source, a spectroscope for spectrally outputting the white light output from the white light source, and all wavelength components of the light output from the spectroscope. An electrophysiological characteristic measuring device according to claim 1, further comprising: a light selector that selects and outputs the light.
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