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細胞物性測定装置

国内特許コード P110001932
整理番号 2006JP0067
掲載日 2011年3月22日
出願番号 特願2008-548321
登録番号 特許第5273660号
出願日 平成19年12月5日(2007.12.5)
登録日 平成25年5月24日(2013.5.24)
国際出願番号 JP2007073521
国際公開番号 WO2008069250
国際出願日 平成19年12月5日(2007.12.5)
国際公開日 平成20年6月12日(2008.6.12)
優先権データ
  • 特願2006-331934 (2006.12.8) JP
発明者
  • 尾股 定夫
  • 村山 嘉延
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 細胞物性測定装置
発明の概要

細胞物性測定装置10は、探触子20と、探触子20を保持してXYZの3軸方向に移動させるためのXYZ移動機構30と、さらに、探触子20を高さ方向、すなわちZ方向に上下に移動させるための高さ移動機構32と、XYZ移動機構30と、高さ移動機構32と、探触子20のそれぞれに信号線を介して接続される制御部60と、制御部60に接続される表示部80とを含んで構成される。制御部60の接触検出モジュール66は、位相シフト法を用いて、探触子20が測定対象物8に接触することを検出し、硬さ算出モジュール68は、探触子20を測定対象物8に接触させて位相シフト法により硬さを求める機能を有する。

従来技術、競合技術の概要


細胞の形状評価も含め物性評価には、例えば顕微鏡による形態的観察法が用いられる。また、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型プローブ顕微鏡(SPM)等のように、微小なカンチレバーを用いて細胞の表面の凹凸と、カンチレバーが接触したことによる凹凸の変化から細胞の応力・歪を測定することが行われる。また、細胞に特殊な蛍光体を配置することで細胞の輪郭等の物性を検出することが行われる。例えば、特許文献1には、一定の温度以上で紫外線によって励起され発光する蛍光体を含む代謝プローブの中に細胞を配置し、紫外線の照射による蛍光体の発光から細胞の温度を検出することが開示されている。



なお、本願発明者は、特許文献2において開示されているように、位相シフト法を用いて対象物の硬さを精度よく測定できる方法を開発している。この技術は、振動子から測定対象物に振動を入射し、測定対象物からの反射波を振動検出センサで検出し、入射波と反射波との間に測定対象物の硬さに応じて生じる位相差を位相シフト回路によって周波数を変化させることで位相差をゼロに補償し、その位相差をゼロに補償する周波数変化量から測定物の硬さを求めるものである。この方法によれば、測定対象物に接触して振動を入力し反射波を検出する接触式によって測定対象物の硬さを測定することができる。




【特許文献1】特開平11-258159号公報

【特許文献2】特開平9-145691号公報

産業上の利用分野


本発明は、細胞物性測定装置に係り、特に測定対象物である生体細胞について、その物性分布を測定する細胞物性測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
測定対象物である生体細胞に超音波を入射する振動子と、測定対象物からの反射波を検出する振動検出センサとを有する探触子と、
測定対象物に対し、探触子をXY平面内の任意の位置に相対的に移動させる平面内移動機構と、
測定対象物に対し、探触子をXY平面に対する高さ方向に相対的に移動させる高さ移動機構と、
探触子に増幅器とともに直列に接続され、振動子への入力波形と振動検出センサからの出力波形に位相差が生じるときは、周波数を変化させてその位相差をゼロに補償し、位相差をゼロに補償したときの周波数を出力する位相シフト回路と、
探触子が測定対象物に接触していないときに位相シフト回路が出力する周波数と、探触子が測定対象物に接触していないときに位相シフト回路が出力する周波数との差である周波数変化量を算出し、接触検出部または硬さ算出部に出力する周波数変化量出力部と、
周波数変化量算出部から出力された周波数変化量を受け取り、受け取った周波数変化量が予め任意に設定された周波数変化閾値を超えたときに、探触子が測定対象物に接触したとして接触信号を出力する接触検出部と、
接触信号が出力されたときの高さ移動機構の高さ方向の位置を、探触子が測定対象物に接触した接触高さとして出力する接触高さ出力部と、
測定対象物に対する探触子のXY平面内の移動位置と、その移動位置における接触高さとに基づいて、測定対象物である生体細胞の3次元表面形状を表示する表面形状表示手段と、
高さ移動機構を用いて探触子の先端を接触高さの位置から予め定めた所定の深さ分だけ沈めた測定高さまで測定対象物の内部に向かって押し付け、そのときに位相シフト回路から出力される周波数を用いて算出される周波数変化量を周波数変化量算出部から受け取り、予め求めておいた周波数変化量と硬さとの関係に基づいて、対象物の硬さを算出して出力する硬さ算出部と、
測定対象物に対する探触子のXY平面内の移動位置と、その移動位置における測定対象物の硬さとに基づいて、測定対象物である生体細胞の2次元的硬さ分布を表示する硬さ分布表示手段と、
を備えることを特徴とする細胞物性測定装置。

【請求項2】
請求項1に記載の細胞物性測定装置において、
探触子は、
振動子と振動検出センサとを含む本体部と、
本体部に接続され細長く延び、曲率半径が5μm以上20μm以下の先端部を有する軸状プローブ部と、
を有していることを特徴とする細胞物性測定装置。

【請求項3】
請求項2に記載の細胞物性測定装置において、
平面内移動機構は、探触子の曲率半径より短い距離の測定ピッチで、測定対象物に対し探触子を移動させることを特徴とする細胞物性測定装置。
産業区分
  • 試験、検査
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008548321thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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