Устройство для измерения тока в клеточной мембране

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА В КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЕ, содержащее узел фиксации напряжения, состоящий из предварительного усилителя , первого и второго дифференциальных усилителей и микроэлектрода, а : также измерительный э лемент, о т л ичающийся тем, что, с целью , упретцения схемы, в нее введен треК«1 ; тий дифференциальный усилитель, инвертирующий вход КОТОРОГО подклкпен к выходу первого дифференциального усилителя, а неянвертйрующий вход соединен с ходом предварительного усилителя и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя , неинвертирующий вход которого , подключен к выходу второго дифференциального усилителя и одному из выводов введенного переменного резистора , второй К1ВОД которого соег динен с входом предварительного усилителя и выходом микроэлектрода, вход которого подсоединен к клеточной MeNi6paHe, причём ВЕ2ХОД третье§ го дифференциального усилителя соединен с одним из входов второго дифференциального усилителя, другой вход которого подсоединен к клемме для подклю1чеиия источника опорного напряжения. ел ffi о О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ю .

РЕСПУБЛИК. (19 011 о1 а 19/04-"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ- ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)., 3414582/24-07 (22) 20.01.82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) С.И.Рябов (71) Институт океанологии им;П.tl,Øèðшова (53) 621.316(088 ° 8) (56) 1. Методы михрозлектродного исследования клеток. Пущино, 1975, .с. 156, рис. 5.

2. Journal of Neuroscience Ие Ьой, 1980, с.87-96. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОКА В КЛЕТОЧНОЙ MEMSPAHE, содержа-. щее узел фиксации напряжения, состоящий из предварительного усилителя, первого и второго,дифференциальных усилителей и микроэлектрода, а также измерительный элемент, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы, в нее введен третий дифференциальный .усилитель, инвертирукщий вход которого подключен к выходу первого дифференциального. усилителя, а иеинвертирукщий вход соединен с выходом предварительного усилителя и инвертирукицим входом первого дифференциального усилителя,. неинвертирующий вход которого подключен к выхоцу второго дифференциапьного усилителя и одному из выводов введенного переменного резистора, второй вывод которого сое-. динен с входом предварительного усилителя и выходом микроэлектрода, вход которого подсоединен к клеточ» ной мембране, причем выход третьего дифференциального усилителя сое- а динен с одним из входов второго дифференциального усилителя, другой вход которого подсоединен к клемме для подключения источника опорного напряжения.

С2

1056065 филиал ППП "Патент", г. Ужгород. Ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах исследования биологических мембран.

Известно устройство для измерения 5 тока на клеточной мембране со стабилизацией напряжения на клеточных мембранах, состоящее из первого и второго микроэлектрода, предварительного и дифференциального усилителей, источника опорного напряжения и измерителя тока f1 ).

Недостатком устройства является и"пользование двух электродов, не позволяющих работать с объектами малого размера, т.е. низкая разрешающая способность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения тока н клеточной мембране, работающее н импульсном режиме, и содержащее узел фиксации напряжения, состоящий из предварительного усилителя, первого и второго дифференциальных усилителей, и микроэлектрода, а также измерительный элемент (2 .

Недостатком известного устройства является сложность реализации.

Устройство работает н импульсном режиме, что определяет необходимость использования двух динамических 30 запоминающих устройств (ДЗУ ), аналогового ключа, одного дополнительного усилителя. Кроме того, к используемому н этой схеме предварительному усилителю предъявляется требо- 35 вание по обеспечению малой входной емкости 10 " Ô при большом входном сопротивлении 10 ОOM . Уменьшение или компенсация входной емкости обеспечивается дополнительными схемными «0 приемами, например введением положительной обратной связи н первом каскаДе предварительного усилителя, каскадным включением активных эле ментов н предварительном усилителе, и т.n., что также приводит к схем ному усложнению. . Целью изобретения является упрощение схемы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения тока. в клеточной мембране, содержащее узел фиксации напряжения, состоящий из предварительного усилителя, первого и второго дифференциальных усилителей и микроэлектрода, а также измерительный элемент, введен третий дифференциальный усилитель, иннертирующий вход которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя, а неинвертирующий вход 60 соединен с выходом предварительного усилителя и инвертирующим входом

ВНИИПИ Заказ 9293/36

4 первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и одному из выводов введенного переменного резистора, второй вывод которого соединен с входом предварительного усилителя и выходом,микроэлектрода, вход которого подсоединен к клеточной мембране, причем выход третьего дифференциального усилителя соединен с одним из входов второго дифференциального усилителя, другой вход которого подсоединен к клемме для подключения источника опорного напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из источника 1 опорного напряжения, дифференциального первого усилителя 2, переменного резистора 3, предварительного усилителя 4, микроэлектрода 5, мембраны клетки 6, дифференциального второго усилителя 7,измерителя 8 тока,дифференциального третьего усилителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Величина резистора 3 выставляется равной предварительно измеренному сопротивлению микроэлектрода 5.

При подаче напряжения от источника 1 опорного напряжения в последовательной цепи из резистора 3, микроэлектрода 5, мембраны клетки б и входного сопротивления измерителя 8 тока протекает ток. На ныходе усилителя 9 с коэффициентом передачи 1 появляется напряжение равное падению напряжения на резисторе 3 (у кэ). На одном из входов усилителя 7 поянляется напряжение, равное падению напряже ния на последовательно включенных микроэлектроде 5, мембране клетки б и входном сопротивлении измерйтеля 8 тока (v „+v ), которым можно пренебречь йз-за его малости (10-100 см). С выхода дифференциального усилителя 7 путем вычитания из суммы (V +V ) напряжения, падающего на резисторе 3 (V „ ),снимается напряжение, равное йадению на мембране клетки, которое подается на один из входов дифференциального услителя 2, на котором производится сравнение опорного напряжения, отводимого с мембраны клетки. Таким образом, на мембране клетки всегда поддерживается задаваемое опорное напряжение.

Предлагаемое устройство решает задачу измерения тока при фиксации напряжения на мембране клетки с помощью одного электрода в аппаратурном объеме меньшем и менее сложном, чем известное устройство.

Тираж 710 Подписное