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細胞刺激装置 新技術説明会

国内特許コード P06A009741
整理番号 KU2005010ST
掲載日 2007年3月2日
出願番号 特願2005-170063
公開番号 特開2006-340669
登録番号 特許第4714863号
出願日 平成17年6月9日(2005.6.9)
公開日 平成18年12月21日(2006.12.21)
登録日 平成23年4月8日(2011.4.8)
発明者
  • 勝木 淳
  • 秋山 秀典
出願人
  • 国立大学法人 熊本大学
発明の名称 細胞刺激装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】目的および用途に応じた刺激を任意の細胞内構成要素に選択的に与えることの可能な細胞刺激装置を提供する。
【解決手段】正弦波信号発生器10と共に一対の平行平板状の電極12,13を備え、細胞内構成要素のうち任意に選択した要素に含まれる誘電性物質の緩和時間の逆数と等しい値の周波数を基本周波数とするバースト高周波電界を一対の電極12,13から発生する。バースト高周波電界とは、所定の時間の間、切れ目なく周期的に発生する交流電界のことであり、時間軸に関して基本周波数成分以外の周波数成分のほとんどない純度の非常に高い電界であり、入力電力の多くが基本周波数帯域に集中している。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


従来より、矩形状のパルス電界により細胞膜に小孔を開け、その小孔から細胞内に遺伝子を導入するエレクトロポレーションが知られている。このエレクトロポレーションは、導電性の細胞質が誘電性の細胞膜で覆われた構造の細胞と、一対の平行平板電極とを導電性の懸濁液中に入れた状態で、その一対の電極から細胞および懸濁液にパルス電界を印加して細胞の細胞膜に電気的な刺激を与えるものである。細胞膜に与えられる電気的な刺激は、電界の印加によって懸濁液中を流れる電流が細胞膜の表面に電荷を帯電させ、細胞膜に電気的および機械的なストレスを生じさせることにより起こるものであり、そのストレスによって細胞膜を一時的に破壊して細胞膜に小孔を形成する。細胞膜を刺激するために印加されるパルス電界は、一般に、パルス幅が数十μs以上と長く、振幅が数十Vrms程度と低いものである。それは、細胞膜を電気的に刺激するのに要する時間(緩和時間)が数十μs程度と長いからであり、このように長時間に渡って電界を印加しても細胞が死なないようにするには振幅を低く抑える必要があるからである。



このように、エレクトロポレーションでは、パルス幅が数十μs程度と長く、振幅が数Vrms程度と低いパルス電界が長らく用いられてきた。しかし、近年、緩和時間以下のパルス幅のパルス電界を細胞に加えると、細胞膜を通して懸濁液および細胞質に電界の大きさに応じた電流が流れることがわかってきたことから、その応用研究が活発に行われている。非特許文献1では、それを利用して、細胞膜を破壊しないで細胞内の構成要素、例えば核膜に電界を作用させる技術が開示されている。




【非特許文献1】K.H.Schoenbach,”Intracellular effect of ultrashort electrical pulses”,Bioelectromagnetics,vol.22,pp.440-446,2001

産業上の利用分野


本発明は、電界の作用により細胞内構成要素を刺激するための細胞刺激装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
細胞内構成要素のうち任意に選択した要素に含まれるDNAの緩和時間の逆数と等しい値の周波数を基本周波数とするバースト高周波電界を発生する電界発生手段
を備えたことを特徴とする細胞刺激装置。

【請求項2】
前記基本周波数は、1MHz以上1GHz以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の細胞刺激装置。

【請求項3】
前記バースト高周波電界の電界強度と印加時間との積が所定の範囲内となるように、前記バースト高周波電界の電界強度および印加時間がそれぞれ設定される
ことを特徴とする請求項1に記載の細胞刺激装置。
産業区分
  • 微生物工業
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005170063thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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