MEA（マイクロエレクトロードアレイ）測定のための切片の切り出し
MEA（マイクロエレクトロードアレイ）とは
MEA（Micro-Electrode Array、マイクロエレクトロードアレイ）とは、「微小電極アレイ」とも呼ばれる多数の微小電極が格子状に配置されたデバイスで、生体細胞の電気的活動を非侵襲的にかつ同時多点で記録・刺激するためのツールです。主に神経細胞や心筋細胞の研究に用いられます。
MEAの主な用途
神経科学
神経スパイクの検出、神経回路の解析、シナプス伝達の研究
心臓研究
心筋細胞の収縮リズム、QT延長試験、安全性薬理試験
幹細胞研究
iPS細胞由来の神経・心筋細胞の機能評価
薬理学
薬剤による細胞活動への影響の解析（薬効・毒性評価）
生理学
組織スライス（脳、網膜など）の電気的応答の記録
MEAの利点
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非侵襲的：細胞を傷つけずに長時間観察が可能。
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多点同時計測：数十～数百の電極で、空間的に広がる活動を同時に捉えられる。
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長期間の観察が可能：細胞培養と併用して、発達や可塑性の研究に適している。
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高い時間分解能：ミリ秒単位の高速な電気活動も捉えられる。
MEAシステムのアプリケーション例
MEA（Micro-Electrode Array）システムは、多点電極で細胞外電位をリアルタイムに計測・刺激できる強力なツールであり、さまざまな生命科学・医薬・工学分野で活用されています。以下に、代表的なアプリケーション例を分野別に紹介します。
1. 神経科学（Neuroscience）
神経スパイク・ネットワーク解析
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例：神経細胞培養や脳スライスを用いて、活動電位（スパイク）やバースト発火のパターンを記録。
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用途：神経回路網の発達、可塑性、同期性の研究。
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モデル：てんかん、発達障害、アルツハイマー病モデルの評価。
薬理作用の評価
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例：興奮性や抑制性伝達の薬剤（NMDA、GABA作動薬など）による神経活動の変化を評価。
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用途：薬効・毒性・神経過敏性のスクリーニング。
2. 心臓電気生理（Cardiac Electrophysiology）
心筋細胞の電気活動記録
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例：ヒトiPS細胞由来心筋細胞をMEA上で培養し、拍動リズムや電位波形を記録。
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測定指標：拍動頻度、拍動間隔、伝導速度、Field Potential Duration（FPD）など。
安全性薬理試験
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例：QT延長作用を持つ薬剤のスクリーニング（ICH S7Bガイドライン対応）。
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用途：心毒性（Cardiotoxicity）の予測、ハイコンテントな薬剤評価。
3. 幹細胞・再生医療研究
iPS/ES細胞由来神経・心筋細胞の評価
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例：機能的成熟度の確認、分化後の電気活動の有無や特徴をモニタリング。
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用途：細胞品質管理、疾患モデル構築、患者由来細胞の表現型スクリーニング。
4. 薬剤スクリーニング（Drug Screening）
ハイスループットMEAでの試験
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例：多ウェルプレート形式で多数の細胞サンプルを同時に評価。
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用途：
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薬剤の電気生理的作用のスクリーニング。
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有害事象（神経毒性・心毒性）予測。
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5. 感覚系研究（視覚・嗅覚など）
網膜スライス・嗅球スライスの記録
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例：視覚刺激に対する網膜神経細胞の応答をMEAで記録。
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用途：感覚伝達メカニズムの解析、光応答性細胞のスクリーニング。
6. 脳スライス実験（Acute Slice Experiments）
海馬・皮質・小脳などのスライス
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例：シナプス伝達や長期増強（LTP）/長期抑圧（LTD）の評価。
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用途：学習・記憶のメカニズム解析、神経変性疾患モデルの評価。
7. ニューロエンジニアリング（Neuroengineering）
脳-機械インターフェース（BMI）やニューロチップの開発
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例：脳組織や培養神経ネットワークの出力を計測し、機械学習で解析。
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用途：人工知能連携、ロボット制御、再生医療用チップ設計。
MEA（Micro-Electrode Array; 微小電極アレイ）システムの例
アルファメッドサイエンティフィック株式会社
MEA（Micro-Electrode Array; 微小電極アレイ）システム
アルファメッドサイエンティフィック株式会社が提供するMEA（Micro-Electrode Array; 微小電極アレイ）システム「MED64シリーズ」は、in vitroでの細胞外電位記録に特化した高感度な電気生理学的計測装置です。これらのシステムは、神経細胞や心筋細胞の活動を高精度で記録・解析するために設計されており、研究のニーズに応じて多様なモデルが用意されています。
主な製品ラインナップと特徴
1. MED64-Basic
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急性組織、器官培養、分散培養に対応する基本モデル。
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64個の平面電極から同時に電位を計測可能。
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任意の電極への刺激印加が可能（同時に最大2電極まで）。
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高い信号対雑音比（S/N比）を実現し、微細な電気活動の検出が可能。
2. MED64-Quad II
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最大4標本（各16電極）から同時に電位を計測可能な中スループットモデル。
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急性組織、器官培養 、分散培養に対応。
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柔軟な実験設計が可能で、薬剤スクリーニングなどにも適しています。
3. MED64-Allegro
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分散培養標本向けに特化したマルチウェル・プローブMEAシステム。
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最大8標本（各8電極）から同時に電位を計測可能。
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幹細胞由来の心筋細胞や神経細胞を用いた薬剤試験に最適。
4. MED64-Presto
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分散培養標本向けのハイスループット384チャンネルMEAシステム。
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専用の24ウェルプレートを使用し、各ウェルに16電極を配置。
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高いS/N比（0.9 μVRMS）と温度・CO₂制御機能を備え、長時間の安定した記録が可能。
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専用解析ソフトウェア「MED64 Symphony」が付属。
5. MED64-Entry
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エントリーモデルとして、64電極中の固定16電極から電位を計測。
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コストパフォーマンスに優れ、初めてMEAシステムを導入する研究者に適しています。
技術的特長
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低インピーダンス電極: 業界で最も低いインピーダンス（10 kΩ @1kHz）を実現し、優れた信号対雑音比を提供します。
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高感度記録: 微細な電気活動の検出が可能で、従来のシステムでは見逃されがちな信号も捉えることができます。
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柔軟な刺激機能: 任意の電極への電気刺激が可能で、実験の多様なニーズに対応します。
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専用ソフトウェア: データ収録・解析用の「Mobius」や「MED64 Symphony」など、使いやすいソフトウェアが提供されています。
詳細な製品情報や技術仕様については、アルファメッドサイエンティフィック株式会社の公式ウェブサイトをご参照ください。
MEAシステムへのPrecisionary社 ビブラトームの活用
Precisionary社のビブラトーム（振動マイクロトーム）は、新鮮な組織を薄く切片化する装置であり、MEA（Micro-Electrode Array）システムとの組み合わせで非常に重要な役割を果たします。以下に、ビブラトームとMEAシステムの関係・活用方法を詳しく説明します。
活用目的：新鮮な急性スライスの作製
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MEAシステムでは、急性脳スライスや心筋スライスなどの組織切片を電極上に載せて電気活動を記録する用途が多くあります。
Precisionary社のビブラトームの特長
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生体機能を保持したままスライスを作製できる（冷却・振動・鋭利な刃による組織へのダメージ最小化）
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均一な厚さ（例：200～400 µm）の切片が安定して作れる
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脳、脊髄、心臓、網膜など多様な組織に対応
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MEA実験を行う科学者にも扱いやすい設計
典型的な使用プロセス（脳スライス＋MEAの場合）
① 組織摘出
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マウスやラットの脳などを取り出す（氷冷酸素化ACSF中）
② ビブラトームで切片作製
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脳を適切な方向で固定し、ビブラトームで200–350 µmのスライスを作製
③ スライス回復
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酸素化ACSF中で一定時間インキュベート（機能回復）
④ MEAプローブに載せる
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電極上にスライスを配置し、酸素化灌流液で維持しながら記録開始
⑤ 電位記録・刺激
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神経活動の記録、刺激実験、薬物応答試験など
活用例
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脳スライスMEA：海馬や大脳皮質から切り出したスライスを使い、てんかんモデルやシナプス伝達の研究。
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心筋スライスMEA：心筋細胞の収縮リズムや薬剤応答性の計測。
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網膜スライスMEA：光応答や神経活動のマッピング。
Precisionary ビブラトーム VF-510-0Z
Precisionary Compresstome® VF-510-0Zは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。解析した後、組織を取り出しスライスしたり、組織1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
特許取得済みの圧縮技術によりビビリ・チャタリングなしで切片を作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持。良質な実験結果を保証します。
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従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
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Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
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持ち運びに便利な軽量設計
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完全自動化：切開＋厚み調整
特徴
A. 耐久性
静かで耐久性のあるパワフルなコードレスモーターを搭載
B. 洗浄が簡単
取り外し可能なバッファートレイとチューブベースにより、洗浄とチューブサイズの変更が容易
C. 切断サンプルの迅速な装填
スライド式コントロールボックスのワンタッチロック解除機構により、迅速なサンプルローディングが可能
D. ユーザーフレンドリーなコントロール
完全に統合されたコントロールボックスは、組織切片作成を制御するための直感的な制御パラメータを備えています。
E. 複数のブレードタイプに対応
新しいマグネット式ブレードホルダーにより、ステンレス製ブレードはマグネットで簡単に装着でき、セラミック製およびタングステン製ブレードは接着剤で装着できます。
F. 取り付けが簡単なブレードホルダー
ブレードの角度が固定されているため、手動での位置合わせが不要。
G. ミクロトームの長寿命化
内蔵のシースルーカバーにより、エアロゾル化した緩衝液から振動部を保護
Compresstome©ビブラトームの利点
アガロース包埋
アガロース包埋とは、Compresstome©振動型マイクロトームで組織切片を切り出す前に、組織試料をアガロース溶液で包埋することです。切片作製にかかる時間はほんのわずかで、より健康的で滑らかな組織スライドを作製できます。
Auto Zero-Z®テクノロジー
振動ヘッドは、Z軸方向の振動をなくすように正確に調整されています。Auto Zero-Z®テクノロジーは、生きた組織サンプルの表面細胞へのダメージを軽減し、薄切片のチャタリングを低減してイメージング結果を向上させます。
豊富なアプリケーション例
Precisionary社は、20年近くにわたり組織スライス装置を専門に扱ってきた会社です。免疫組織学や組織切片の培養、電気生理学や植物研究など、幅広いアプリケーションと引用実績があります。
仕様
レビュー
ジョナサン・ティン博士
アレン研究所
この装置の主な利点は、スライスのスピードが速いことと、アガロース包埋による手動の安定化です。冠状面でも水平面でも均一なスライスを作成することができ、経心筋灌流、脳の摘出、スライスをすべて10分以内に完了させることが日常的になっています。
クラウディア・ローベル博士
ミシガン大学
Compresstomeビブラトームを精密肺切片（PCLS）実験に使用していますが、切片作成に非常に満足しています。Compresstome は定期的に（週に何日も）使用しています。
Shaoyu Ge博士
神経生物学部門、SUNY
私たちは様々なベンダーのミクロトームを使用した経験がありますが、Compresstome®の優れたスライス能力に興奮しています。
Cynthia Koziol-White博士
ラトガース大学
Compresstomeは本当にきれいな肺切片を作ることができただけでなく、Krumdieckよりも多くの肺切片を作ることができました。低融点アガロースを注入した肺サンプルを切開したのですが、Compresstomeのおかげで数日間PCLSを作ることができました。これにより、肺スライスからの出力はKrumdieckより大幅に増加しました。
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