JP2022500634A - Chemfetセンサーアレイベースのシステムを用いた細胞分析 - Google Patents
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- G01N33/4833—Physical analysis of biological material of solid biological material, e.g. tissue samples, cell cultures
- G01N33/4836—Physical analysis of biological material of solid biological material, e.g. tissue samples, cell cultures using multielectrode arrays
Abstract
Description
この出願は、2018年9月13日に出願された米国仮出願第62/730,960号、および2019年5月16日に出願された米国仮出願第62/848,842号の利益を主張する。このセクションにおいて指定されている両方の出願は、各々が全体として参照によって本明細書に組み込まれる。
細胞挙動の電気生理学的および代謝的表現型は、現代の細胞生物学における研究の重要な手段であり、例えば、人工組織、一次電池タイプ、および腫瘍学の発見などの分野の研究者にとっては満たされていない大きなニーズがある。細胞の興奮性の測定の成功は、現在、面倒なパッチクランプ法および微小電極ボルタンメトリー法によって妨げられている一方で、代謝機能の調査は、大規模な集団および生化学的ワークフローの技術的制限によって妨げられたままであり、単一の細胞の挙動の重要な測定基準にアクセスするために非効率的に展開されている。
図1は、概して、本教示による、細胞分析システム100の例示的な構成要素のブロック図を示している。図1に描写されるように、細胞分析システム100は、様々な流体システム、ならびにアレイコントローラ50、ユーザーインターフェース60、およびセンサーアレイデバイスアセンブリ115を含むことができる。本明細書でより詳細に記載されるように、様々な細胞分析は、センサーアレイデバイスアセンブリ115のセンサーアレイデバイス110を使用して実行されることができる。
本明細書で前述したように、図1は、概して、本教示による、細胞分析システム100の例示的な構成要素のブロック図を示している。図1において描写されるように、細胞分析システム100は、様々な流体システム、ならびにアレイコントローラ50、ユーザーインターフェース60、およびセンサーアレイデバイスアセンブリ115を含むことができる。
図6Aのフロー図200は、本教示の細胞分析システムならびに関係するデバイス、コンポーネント、およびアセンブリを使用して実行されることができる、本教示のアプリケーションおよび方法の実施形態に関係するワークフローを提示する。例えば、フロー図200は、図1、図5Aおよび図5Bのセンサーアレイデバイス110、アレイコントローラ50、およびユーザーインターフェース60などの、アレイコントローラおよびシステムプロセッサにインターフェースされるセンサーアレイデバイスを含むことができる、図1の細胞分析システム100を使用して実行されることができる。
1.リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の0.1%ポリ−D−リジン(PDL)
2.0.1%ポリ−D−リジン(PDL)+PBS中の0.05%ラミニン
3.細胞外マトリックス(ECM)の市販製剤、Geltrex(登録商標)、希釈せずに使用
1.洗浄溶液容器および第1の試薬容器は、以下の組成および特性を有する溶液で満たされた。
20mMのHEPES、pH7.4
140mMのNaCl
2.5mMのKCl
1.8mMのCaCl2
1.0mMのMgCl2
浸透圧:300mOsm
2.第2の試薬容器は、以下の組成および特性を有する溶液で満たされた。
20mMのHEPES、pH7.6
140mMのKCl
2.5mMのNaCl
1.8mMのCaCl2
1.0mMのMgCl2
浸透圧:300mOsm
3.第3の試薬容器は、第2の試薬容器を満たすために使用された溶液の組成および特性を有する溶液で満たされたが、塩酸の希薄溶液を使用してpH7.1に調整された。
1.洗浄緩衝液は、基準電極の電位を設定するため、ならびにセンサーアレイデバイスを調整するために使用された。
2.各センサーデバイスでは、異なるセンサー領域における2つの画素は、テスト中の電位を測定するように、選択された。
3.溶液が、各デバイスのフローセルを通して吸引される順序は、次のとおりである。
a.異なる容器において同じ溶液を切り替える際に大きな影響がないことを確認するために、洗浄溶液から第1の試薬容器における溶液に切り替える。
b.pH7.4から7.6への変化の影響を測定するために、洗浄溶液に切り替えてから、第2の試薬容器溶液に切り替える。
c.pH7.4から7.1への変化の影響を測定するために、洗浄溶液に切り替えてから、第3の試薬容器溶液に切り替える。
1.洗浄溶液容器および第1の試薬容器は、以下の組成および特性を有する溶液で満たされた。
20mMのHEPES、pH7.3
140mMのNaCl
2.5mMのKCl
1.8mMのCaCl2
1.0mMのMgCl2
浸透圧:300mOsm
2.残りの試薬容器、容器2から4は、以下の組成と特性を持つ溶液で満たされた。
20mMのHEPES、pH7.3
140mMのKCl
2.5mMのNaCl
1.8mMのCaCl2
1.0mMのMgCl2
浸透圧:300mOsm
20mMのHEPES、pH7.3
130mMのNaCl
12.5mMのKCl
1.8mMのCaCl2
1.0mMのMgCl2
浸透圧:300mOsm
Claims (40)
- 細胞分析システムであって、
化学電界効果トランジスタ(ChemFET)センサーのアレイを含むデバイスであって、前記センサーのアレイが、約850nm〜約3.3μのセンサーピッチを有し、前記デバイスが、細胞接着を促進するように処理された実質的に平面の表面を有する、デバイスと、
前記デバイス上に装着されたフローセルであって、前記細胞分析システムとの流体界面を前記デバイスに提供するように構成されている、フローセルと、
前記フローセルと流動連通している基準電極であって、前記センサーのアレイに安定した基準電位を提供するように構成されている、基準電極と、
電力電圧およびバイアス電圧、ならびに制御信号およびタイミング信号を前記デバイスに提供し、前記デバイスから獲得したデータをシステムプロセッサに提供するように構成されているアレイコントローラと、を備える、細胞分析システム。 - 前記ChemFETセンサーが、イオン選択性電界効果トランジスタ(ISFET)センサーである、請求項1に記載の細胞分析システム。
- 前記ISFETセンサーが、水素イオンに対して選択的である、請求項2に記載の細胞分析システム。
- 前記細胞分析システムが、前記フローセルを通した制御可能な液体送達のために構成されている流体システムをさらに備える、請求項1に記載の細胞分析システム。
- 前記表面が、コーティングで処理されている、請求項1に記載の細胞分析システム。
- 前記コーティングが、ポリ−D−リジン、ラミニン、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項5に記載の細胞分析システム。
- 前記コーティングが、基底膜マトリックス調製物である、請求項5に記載の細胞分析システム。
- 前記デバイスが、前記センサーのアレイ上に配置されたマイクロウェル構造のアレイをさらに含み、各マイクロウェル構造が、少なくとも1つのセンサー上に配置されている、請求項1に記載の細胞分析システム。
- 前記マイクロウェル構造が、前記センサーのアレイ内のセンサーのセンサープレートの幅の90%以下である、請求項8に記載の細胞分析システム。
- マイクロウェル構造の高さが、前記マイクロウェル構造の幅の約2倍〜約4倍である、請求項9に記載の細胞分析システム。
- 前記デバイスと流動連通している脱分極電極をさらに備え、前記脱分極電極が、前記細胞に電気刺激を適用するように構成されている、請求項1に記載の細胞分析システム。
- 細胞分析のための方法であって、
ChemFETセンサーアレイデバイスのセンサーアレイ表面に細胞のサンプルをプレーティングすることであって、前記センサー表面が、細胞接着を促進するように調製され、前記細胞のサンプル中の各細胞が、前記センサーアレイ表面上に定義されたフットプリントを有する、細胞のサンプルをプレーティングすることと、
前記センサーアレイ表面にプレーティングされた前記細胞のサンプルの画像から関心領域を選択することであって、データ獲得のためのフレーム速度を定義することである、関心領域を選択することと、
前記定義されたフレーム速度で選択された前記関心領域のデータを獲得するように、細胞分析アプリケーションを実行することと、
前記細胞分析アプリケーションで前記選択された関心領域の結果を表示することと、を含む、方法。 - 前記表示される結果が、少なくとも1つの細胞の電気顕微鏡画像である、請求項12に記載の方法。
- 前記表示される結果が、少なくとも1つの細胞の時間応答曲線である、請求項12に記載の方法。
- 前記フレーム速度が、約30行の画素をカバーするフットプリントのある細胞に対して約1,250fpsである、請求項12に記載の方法。
- 前記フレーム速度が、約4行の画素をカバーするフットプリントのある細胞に対して約40,500fpsである、請求項12に記載の方法。
- 前記フレーム速度を定義することが、定義されたデバイスフレーム速度があるChemFETセンサーアレイデバイスを選択することである、請求項12に記載の方法。
- 前記定義されたデバイスフレーム速度が、約15fps〜約240fpsである、請求項17に記載の方法。
- 前記ChemFETセンサーアレイデバイスが、約850nm〜約3.3μのセンサーピッチを有する、請求項12に記載の方法。
- 前記関心領域を選択する前に、前記方法が、
前記センサーアレイ表面にプレーティングされた前記細胞のサンプルを、細胞膜の脱分極を引き起こす刺激に供することと、
前記ChemFETセンサーアレイに分散された各応答性細胞の電気顕微鏡画像を表示することと、をさらに含む、請求項12に記載の方法。 - ChemFETセンサーアレイベースのシステムを使用する細胞画像化のための方法であって、
フローセルの中に装着されたChemFETセンサーアレイデバイスのセンサーアレイ表面に細胞のサンプルをプレーティングすることであって、前記細胞のサンプル中の各細胞が、前記センサーアレイ表面上にフットプリントを有する、細胞のサンプルをプレーティングすることと、
前記細胞のサンプルに対して実験を実行することであって、前記ChemFETセンサーアレイベースのシステムが、前記実験中に前記ChemFETセンサーアレイ内の各センサーの信号を出力するように構成される、実験を実行することと、
前記実験のための電気顕微鏡画像を表示することであって、前記電気顕微鏡画像が、前記実験中の選択された時間で前記ChemFETセンサーアレイ内の各センサーの出力信号を含む、電気顕微鏡画像を表示することと、を含む、方法。 - 前記表示される電気顕微鏡画像が、前記細胞のサンプル中の少なくとも1つの細胞の画像を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの細胞の時間応答曲線を表示することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 表示される前記電気顕微鏡画像が、少なくとも1つの細胞の細胞流出の画像を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記実験を実行することが、前記細胞のサンプルを刺激に供することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記細胞のサンプルを刺激に供することが、細胞応答を誘発するように前記フローセルを通して試薬を流すことを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記細胞のサンプルを刺激に供することが、細胞応答を誘発する電気刺激を含む、請求項25に記載の方法。
- 前記実験を実行することが、前記細胞のサンプルの自発的活動を監視することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記ChemFETセンサーアレイが、約850nm〜約3.36μのセンサーピッチを有する、請求項21に記載の方法。
- 前記センサーアレイ表面上の前記細胞のフットプリントが、約2個のセンサー〜約12,668個のセンサーである、請求項21に記載の方法。
- 前記センサーアレイ表面上の前記細胞のフットプリントが、3行のセンサー中の約8個のセンサーから、約118行のセンサー中の約12,668個のセンサーである、請求項21に記載の方法。
- 前記ChemFETセンサーアレイデバイスの各画素が、前記細胞のフットプリントの12%の被覆から約0.008%の被覆を提供する、請求項21に記載の方法。
- 前記実験を実行した後に、
前記ChemFETセンサーアレイデバイスの関心領域を選択することであって、前記関心領域が、少なくとも1つの関心細胞を含む、関心領域を選択することと、
前記関心領域の電気顕微鏡画像を表示することと、をさらに含む、請求項21に記載の方法。 - 表示される前記電気顕微鏡画像が、前記関心領域内の少なくとも1つの細胞の画像を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記関心領域内の前記少なくとも1つの細胞の時間応答曲線を表示することをさらに含む、請求項34に記載の方法。
- 前記細胞のサンプルを前記センサーアレイ表面にプレーティングする前に、前記方法が、前記センサーアレイ表面への細胞接着を促進するように、前記センサーアレイ表面を処理することをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 前記センサーアレイ表面を処理することが、前記センサーアレイ表面への細胞接着を促進する材料で前記センサーアレイ表面をコーティングすることを適用することを含む、請求項36に記載の方法。
- 前記コーティングが、ポリ−D−リジン、ラミニン、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項37に記載の方法。
- 前記コーティングが、基底膜マトリックス調製物である、請求項37に記載の方法。
- 前記コーティングが、原位置で前記センサー表面に適用される、請求項37に記載の方法。
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
JP2022500634A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | Chemfetセンサーアレイベースのシステムを用いた細胞分析 |
JP2024500135A (ja) * | 2020-12-21 | 2024-01-04 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | ChemFETセンサアレイを使用する細胞分析のためのシステム、デバイス、及び方法 |
WO2023076984A1 (en) | 2021-10-27 | 2023-05-04 | Life Technologies Corporation | Methods for electroscopic imaging for analysis of cells |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11183435A (ja) * | 1997-12-20 | 1999-07-09 | Horiba Ltd | 光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法 |
JP2003513275A (ja) * | 1999-11-04 | 2003-04-08 | アドバンスド センサー テクノロジーズ, インコーポレイテッド | 統合された制御および解析回路を備えた微視的なマルチサイトセンサアレイ |
US20090032411A1 (en) * | 2006-02-10 | 2009-02-05 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Method and system for detecting pharmacologically active substances by measuring membrane currents with extracellular sensors |
JP2010513869A (ja) * | 2006-12-14 | 2010-04-30 | イオン トーレント システムズ インコーポレーテッド | 大規模fetアレイを用いた分析物測定のための方法および装置 |
JP2011525810A (ja) * | 2008-06-25 | 2011-09-29 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 大規模なfetアレイを用いて分析物を測定するための方法および装置 |
US20120143531A1 (en) * | 2010-01-07 | 2012-06-07 | Life Technologies Corporation | Fluidics interface systems and methods |
JP2012528329A (ja) * | 2009-05-29 | 2012-11-12 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 電気化学的反応を行うための装置および方法 |
JP2012529638A (ja) * | 2009-06-10 | 2012-11-22 | ヘルムホルツ・ツェントルム・ミュンヒェン・ドイチェス・フォルシュンクスツェントルム・フューア・ゲズントハイト・ウント・ウムベルト(ゲーエムベーハー) | 半導体バイオセンサ |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0107231D0 (en) * | 2001-03-22 | 2001-05-16 | Imp College Innovations Ltd | Patch clamp |
US7684844B2 (en) * | 2002-11-06 | 2010-03-23 | Ramot At Tel Aviv University Ltd. | System for and method of positioning cells and determining cellular activity thereof |
CN100478436C (zh) * | 2003-11-12 | 2009-04-15 | 艾森生物(杭州)有限公司 | 实时电子细胞传感***及其在基于细胞的测定中的应用 |
US8349167B2 (en) | 2006-12-14 | 2013-01-08 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays |
US8262900B2 (en) * | 2006-12-14 | 2012-09-11 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays |
US8546128B2 (en) | 2008-10-22 | 2013-10-01 | Life Technologies Corporation | Fluidics system for sequential delivery of reagents |
US20100137143A1 (en) | 2008-10-22 | 2010-06-03 | Ion Torrent Systems Incorporated | Methods and apparatus for measuring analytes |
US9841398B2 (en) | 2013-01-08 | 2017-12-12 | Life Technologies Corporation | Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors |
JP6581074B2 (ja) | 2013-03-15 | 2019-09-25 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 一貫性のあるセンサ表面積を有する化学センサ |
US10077472B2 (en) * | 2014-12-18 | 2018-09-18 | Life Technologies Corporation | High data rate integrated circuit with power management |
JP2022500634A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | Chemfetセンサーアレイベースのシステムを用いた細胞分析 |
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2022
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11183435A (ja) * | 1997-12-20 | 1999-07-09 | Horiba Ltd | 光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法 |
JP2003513275A (ja) * | 1999-11-04 | 2003-04-08 | アドバンスド センサー テクノロジーズ, インコーポレイテッド | 統合された制御および解析回路を備えた微視的なマルチサイトセンサアレイ |
US20090032411A1 (en) * | 2006-02-10 | 2009-02-05 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Method and system for detecting pharmacologically active substances by measuring membrane currents with extracellular sensors |
JP2010513869A (ja) * | 2006-12-14 | 2010-04-30 | イオン トーレント システムズ インコーポレーテッド | 大規模fetアレイを用いた分析物測定のための方法および装置 |
JP2011525810A (ja) * | 2008-06-25 | 2011-09-29 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 大規模なfetアレイを用いて分析物を測定するための方法および装置 |
JP2012528329A (ja) * | 2009-05-29 | 2012-11-12 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 電気化学的反応を行うための装置および方法 |
JP2012529638A (ja) * | 2009-06-10 | 2012-11-22 | ヘルムホルツ・ツェントルム・ミュンヒェン・ドイチェス・フォルシュンクスツェントルム・フューア・ゲズントハイト・ウント・ウムベルト(ゲーエムベーハー) | 半導体バイオセンサ |
US20120143531A1 (en) * | 2010-01-07 | 2012-06-07 | Life Technologies Corporation | Fluidics interface systems and methods |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
A. LAMBACHER ET AL.: ""Electrical imaging of neuronal activity by multi-transistor-array (MTA) recording at 7.8μm resolu", APPLIED PHYSICS A, vol. 79, no. 7, JPN6023028711, November 2004 (2004-11-01), pages 1607 - 1611, XP036659529, ISSN: 0005215327, DOI: 10.1007/s00339-004-2991-5 * |
A. LAMBACHER ET AL.: ""Identifying firing mammalian neurons in networks with high-resolution multi-transistor array (MTA)", APPLIED PHYSICS A, vol. 102, no. 1, JPN6023028714, 16 September 2010 (2010-09-16), pages 1 - 11, XP019872312, ISSN: 0005107094, DOI: 10.1007/s00339-010-6046-9 * |
M.J. MILGREW ET AL.: ""A large transistor-based sensor array chip for direct extracellular imaging"", SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL, vol. Vol. 111-112, JPN6023028712, November 2005 (2005-11-01), pages 347 - 353, ISSN: 0005215328 * |
M.J. MILGREW ET AL.: ""The development of scalable sensor arrays using standard CMOS technology"", SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL, vol. Vol. 103, No. 1-2, JPN6023028713, September 2004 (2004-09-01), pages 37 - 42, ISSN: 0005107093 * |
M.J. MILGREW ET AL.: "A FULLY-INTEGRATED CMOS MICROSENSOR ARRAY FOR IMAGING THE HYDROGEN ION ACTIVITY OF LIVING CELLS", TWELFTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MINIATURIZED SYSTEMS FOR CHEMISTRY AND LIFE SCIENCES, JPN6023028715, 16 October 2008 (2008-10-16), pages 1117 - 1119, ISSN: 0005107095 * |
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