JPH0129217Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、実験動物や生物の細胞内に存在する
イオン電流を測定する硝子毛細管を製作するパツ
チクランプ用微小電極製作器に関する。

一般に、実験動物等の細胞が興奮すると、各種
のイオンが細胞膜を出入りすることが知られてお
り、かつそれぞれのイオンを選択的に通過させる
チヤンネルが想定され、各チヤンネルはゲートを
備え、該ゲートが開くことによつてイオンを通す
ものと考えられている。そして、第１図に示す如
く細胞１に傷を付けることなく、硝子毛細管より
成る微小電極２にてイオン電流を取出し、細胞内
の各種情報を記録することが近年提案されるに至
つている。つまり、硝子微小電極下の微小細胞膜
領域、即ちパツチ（patch）を電位固定、所謂ク
ランプ（clamp）し、該パツチ内に含まれるチヤ
ンネルを通過するイオンによる電流を計測する方
法である。硝子微小電極は、先端が1μｍ以下と
し、かつ先端が細胞膜に対し緊密に接触し内部に
包入できるようにし、又先端から他端まで中空で
あり、イオン電流を取出し計測するのに便利なよ
うに中空内に電解液２ａが入つた状態で適度な抵
抗値を持ち、硝子微小電極の壁直下にかかる解析
し難いチヤンネルをも良好に計測できることが必
要である。これらの条件を満し得る硝子微小電極
を製作するために、従来より通常的な方法とし
て、ガスバーナで熱し、両端を手で引く等の手加
工に頼つており、一日費やして100〜200本製作す
るうち使用できる硝子微小電極としては２〜３本
程度である等、ことさら熟練技能を要し、かつ時
代の要請に答うるべきものではなかつた。

そこで、本考案は上記事情に鑑みなされたもの
で、旧態依然とした硝子微小電極の製作形式の欠
点を解消したもので、何等熟練技能を要すること
なく、良質の硝子微小電極を多量に短時間で製作
できるパツチクランプ用微小電極製作器を提供す
ることを目的とする。

本考案は、上記目的を達成すべく、硝子管素材
の上端を保持する固定クランプと、前記硝子管素
材の下端を保持するウエイト兼用の可動クランプ
とを有し、かつ固定クランプと可動クランプとの
間に、前記硝子管素材を加熱する可動可能なヒー
タを配設し、可動クランプの下方には、ヒータに
よる第１段階の加熱にて可動クランプの下降限点
を規制するストツパーを配設し、第１段階の加熱
により引張り形成された前記硝子管素材の極細管
状の中央部分に前記ヒータを移動させて固定した
後、ヒータによる第２段階めの加熱をして、極細
管状の中央部分より切断すべく前記可動クランプ
を更に下降可能に、ストツパーを可動クランプよ
り係脱自在に設けたパツチクランプ用微小電極製
作品を特徴とするものである。

以下、本考案に係るパツチクランプ用微小電極
製作器の一実施例を図面に基づき説明する。第２
図乃至第４図において、３は脚座４を備えた台
座、５は該台座３上に設置された電気回路を収納
するケースである。該ケース５の前面左側には第
２図及び第３図に示す如く、第１のヒータ温度調
整器６及びスタートボタンスイツチ７を有してい
る。又ケース５の前面右側には第４図に示す如
く、第２のヒータ温度調整器８及びメインスイツ
チ９が配設されている。ケース５前方の台座３上
には支柱１０が立設されている。該支柱１０の両
側面の前端側にヒータ支持体１１及び可動クラン
プ１２の上下動を案内する案内溝１３が形成され
ており、又上端には固定クランプ１４が固設され
ている。固定クランプ１４は前端に硝子管素材１
５の上端が嵌入される押え溝１６を有し、締め付
けネジ１６ａで該硝子管素材１５を押え溝１６内
に固定できるようになつている。支柱１０の上端
には、ヒータ支持体１１と当接してON動作をす
る第１のマイクロスイツチSW₁が固設されてい
る。ヒータ支持体１１は支柱１０のラツク１７と
噛合するピニオンを有し、該ピニオンを操作つま
み１８を回わすことで、ヒータ支持体１１が支柱
に沿つて上下動するようになつており、かつ該上
下動は案内溝１３と、該案内溝１３に嵌入するヒ
ータ支持体１１の案内突起とによつて案内される
ものである。支柱１０には、ヒータ支持体１１の
位置決めに便利なようにストツパー１９が取り付
けられており、ストツパー１９は後述の如くヒー
タ支持体１１の設定位置を自由に可変できるよう
に支柱１０の長手方向に移動できるようになつて
いる。ヒータ支持体１１の前面には、中央部がＵ
字状に曲成する硝子管素材１５の挿入部２０ａを
備えたヒータ２０が取り付けられている。前記支
柱１０には、ヒータ支持体１１の下方に位置させ
て、可動クランプ１２を自由に上下動自在に装着
されている。可動クランプ１２はウエイト兼用で
硝子管素材１５の管径等の条件に応じて、錘りを
追加できるようになつている。可動クランプ１２
の上下動は、案内溝１３と、該案内溝１３に嵌入
する案内突起によつて案内されるようになつてい
る。可動クランプ１２の前面には支持体２１が固
設され、支持体２１の前面には硝子管素材１５の
下端が嵌入される押え溝２２を有し、締め付けネ
ジ２３で該硝子管素材１５を押え溝２２内に固定
できるようになつている。前記支柱１０の下端よ
りやや上方に位置させて可動クランプ１２の下端
と当接可能なストツパー２４が揺動自在に取り付
けられている。ストツパー２４は、調整ネジ２５
を弛めることで支柱１０に沿つて上下動させ、可
動クランプ１２との当接位置を自由に調整できる
ようになつており、位置決め後は調整ネジ２５の
締め付けで固定できるようになつている。又スト
ツパー２４の一面には、第２のマイクロスイツチ
SW₂が固設され、可動クランプ１２とストツパー
２４との当接時には第２のマイクロスイツチSW₂
がOFF動作をするようになつている。前記支柱
１０の前方に位置する台座３上にはクツシヨン材
３ａが固設されている。又支柱１０の最下端に
は、第２図及び第３図に示す如く第３のマイクロ
スイツチSW₃が固設されており、前記可動クラン
プ１２が支柱１０の最下端まで下降すると第３の
マイクロスイツチSW₃がOFF動作をするように
なつている。

電気回路は第５図に示す如く、交流電源２６に
ヒユーズ２７及びメインスイツチ９を介してリレ
ー回路２８が接続されている。メインスイツチ９
の後段側には整流器D₁及び電流制限用抵抗R₁を
介して電源投入を表示する発光ダイオードD₂が
接続されている。リレー回路２８にはスタートボ
タンスイツチ７、第１〜第３のマイクロスイツチ
SW_1〜3及び第１〜第２のヒータ温度調整器６，８
が介在されている。リレー回路２８にはトランス
Ｔを介して前記ヒータ２０が接続されている。

次に硝子微小電極を制作する過程について説明
する。まず、操作つまみ１８を回わして、ヒータ
支持体１１を第１のマイクロスイツチSW₁と当接
する最上段の位置まで上昇させ、かつ固定クラン
プ１４に硝子管素材１５の上端を締め付けねじ１
３で固定し、かつ硝子管素材１５をヒータ２０の
挿入部２０ａに挿通させて硝子管素材１５の中央
部を挿入部２０ａ内に位置させると共に、可動ク
ランプ１２をヒータ支持体１１に当接するまで手
で上昇させた後、硝子管素材１５の下端を該可動
クランプ１２に締め付けネジ２３で固定する。前
記ヒータ温度調整器６，８はそれぞれ第１段階及
び第２段階の適正な加熱温度に予め設定しておく
ことは勿論である。又、ストツパー２４は、後述
の如く可動クランプ１２が下方に落下した時に、
加熱により引き伸ばされて、極細径となるべき硝
子管素材１５の部分が予め設定した管径となるよ
うに予め可動クランプ１２の落下距離を前述の如
くして設定しておくと共に、可動クランプ１２が
下方に落下した時に係合可能に、予め所定位置ま
で揺動させておく。従つて、硝子管素材１５は、
第６図に示す如くセツテングされる。一方、第１
のマイクロスイツチSW₁はヒータ支持体１１の当
接によつてONしている。又第２及び第３のマイ
クロスイツチSW₂〜SW₃は、可動クランプ１２と
は何等当接していないためON状態にあり、この
結果、リレー回路２８の第１のリレーソレノイド
２９がダイオードD₃を介して通電されて付勢さ
れ、これにより第１のリレー接点３０が第５図に
示す如く切換わつている。次にまず１度目のスタ
ートボタンスイツチ７を押圧すると、第２のリレ
ーソレノイド３１がダイオードD₄及び抵抗R₂を
介して通電され、この結果、第２のリレー接点３
２が第４図の如く切換わり、これにより、交流電
源２６から第２のリレー接点３２、トランスＴの
一次捲線、第１のマイクロスイツチSW₁及び第１
のヒータ温度調整器６、更に第１のリレー接点３
０に至る如く通電される。従つてヒータ２０はト
ランスＴの二次捲線を介して通電される。ヒータ
２０の通電で硝子管素材１５の略中央部が加熱さ
れて軟化し、第７図に示す如く可動クランプ１２
が自重によりストツパー２４に係止されるまで落
下するのに伴つて硝子管素材１５の加熱部分が引
き伸ばされて所定の径まで極細径となる。可動ク
ランプ１２がストツパー２４に係止すると、第２
のマイクロスイツチSW₂が可動クランプ１２と当
接してOFFし、該OFFにより、第１のリレーソ
レノイド２９が消勢して、第１のリレー接点３０
が第５図とは逆に切換わつて、ヒータ２０への通
電が遮断される。次に第８図に示す如くヒータ２
０が硝子管素材１５の極細管部分１５ａの中央に
位置する如くヒータ支持体１１を下降させる。該
下降で第１のマイクロスイツチSW₁がOFFして
第２のヒータ温度調整器８側に切換わる。そし
て、可動クランプ１２と係止しているストツパー
２４を揺動させて、該係止を離脱させ、該離脱で
第２のマイクロスイツチSW₂がONする。そこ
で、前記スタートボタンスイツチ７を再び押圧す
れば、前記と同様に第２のリレーソレノイド３１
が付勢動作をして、第２のリレー接点３２が第５
図に示す如く切換わる。従つて、交流電源２６か
ら第２のリレー接点、トランスＴの一次捲線、及
び第１のマイクロスイツチSW₁を経て第２のヒー
タ温度調整器８及び第１のリレー接点３０に至る
如く通電される。この結果、トランスＴの二次捲
線からヒータ２０の第２段階の加熱が行われ、第
９図に示す如く硝子管素材１５の極細管部１５ａ
の中央が軟化し、可動クランプ１２の自重により
クツシュ材２５まで落下することで、極細管部１
５ａの中央から切断される。硝子管素材１５の切
断箇所は、第１０図に示す先端が開口する形状と
なり、又先端の開口径S₁が予め設定した5μｍ、
好ましくは3μｍ以下となる。このようにして形
成した硝子微小電極は、図示しない別のマイクロ
フオージ等で先端を加熱して、第１１図に示す如
く先端がパツチクランプ用として好適なように滑
めらかになり、又開口の口径S₂も1μｍ以下に形
成される。前記ヒータ２０を硝子管素材１５の極
細管部１５ａの中央に位置させるのに、ストツパ
ー１９で予め位置決めをしておけば、ストツパー
１９に当接するまでヒータ支持体１１を下降させ
るのみで位置決めできて極めて便利である。又、
第１段階の加熱温度と第２段階の加熱温度とは、
予め所定の値になるよう設定するが、第１段階の
加熱温度は第２段階の加熱温度より高い値に設定
しておくことは勿論である。又第２段階の加熱温
度は極細管部１５ａの中央より切断されるのに充
分な値に設定しておく。

以上の如く、本考案に係るパツチクランプ用微
小電極製作器によれば、予めヒータ温度を設定す
るのみで、製作した硝子微小電極の総てが同一で
かつ高品質のものができて、使用不能なものがで
きるといつたことはなく、しかも熟練技能を必要
とせず、操作が極めて簡易で、だれにでも扱うこ
とがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の硝子微小電極の使用例を示す説
明図、第２図は本考案に係るパツチクランプ用微
小電極製作器の一実施例を示す斜視図、第３図は
パツチクランプ用微小電極製作器の右側面図、第
４図はパツチクランプ用微小電極製作器の他側か
ら見た斜視図、第５図はパツチクランプ用微小電
極製作器の電気回路図、第６図乃至第９図はパツ
チクランプ用微小電極の製作過程を示す要部正面
図、第１０図は切断後のパツチクランプ用微小電
極の先端の要部拡大断面図、第１１図は第１０図
のパツチクランプ用微小電極を加熱によりフアイ
ヤポリツシユ処理をした要部拡大断面図である。 ３……台座、４……脚座、５……ケース、６…
…第１のヒータ温度調整器、７……スタートボタ
ンスイツチ、８……第２のヒータ温度調整器、９
……メインスイツチ、１０……支柱、１１……ヒ
ータ支持体、１２……可動クランプ、１３……案
内溝、１４……固定クランプ、１５……硝子管素
材、１５ａ……極細管部、１６，２２……押え
溝、１７……ラツク、１８……操作つまみ、１
９，２４……ストツパー、２０……ヒータ、２０
ａ……挿入部、２１……支持体、１６ａ，２３…
…締め付けネジ、２５……調整ネジ、２６……交
流電源、２８……リレー回路、SW₁……第１のマ
イクロスイツチ、SW₂……第２のマイクロスイツ
チ、SW₃……第３のマイクロスイツチ、Ｔ……ト
ランス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 硝子管素材の上端を保持する固定クランプと、
   前記硝子管素材の下端を保持するウエイト兼用の
   可動クランプとを有し、かつ固定クランプと可動
   クランプとの間に、前記硝子管素材を加熱する可
   動可能なヒータを配設し、可動クランプの下方に
   は、ヒータによる第１段階の加熱にて下動クラン
   プの下降限点を規制するストツパーを配設し、第
   １段階の加熱により引張り形成された前記硝子管
   素材の極細管状の中央部分に前記ヒータを移動さ
   せて固定した後、ヒータによる第２段階めの加熱
   をして、極細管状の中央部分より切断すべく前記
   可動クランプを更に下降可能に、ストツパーを可
   動クランプより係脱自在に設けたことを特徴とす
   るパツチクランプ用微小電極製作器。