Устройство для измерения электрических параметров биологических мембран

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>878253

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 04.02.80 (21) 2878052/28-13 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (51) М.Кл.з А 61 В 5/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 615.475 (088.8) по делам изобретений и открытий

1

В. И. Поротиков, А. Н. Черемисин и А. В. Лазарев

Научно-исследовательский институт по биологическим испытаниям химических соединен М" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРEHИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в диагностических целях при биологических исследованиях.

11звестно устройство для измерения электрических параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, усилитель, регистратор тока и потенциала, генератор силовых импульсов, генерагор частоты модуляции, переключатель режимов, причем индифферентный электрод через измеритель тока соединен с регистратором тока, потенциальный электрод через усилитель соединен с регистратором потенциала, генератор частоты модуляции через переключатель ре жимов соединен с токовым электродом (1), Однако известное устройство не обеспечивает необходимую скорость нарастания потенциала на биологической мембране, например, при измерении быстрых натриевых токов на теплокровных, и надежной фиксации потенциала на гладких мышцах.

Целью изобретения является уменьшение времени установления фиксированного потенциала на биологической мембране, Для достижения поставленной цели устройства для измерения электрических параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, усилитель; регистраторы тока и потенциала, генератор опорных импульсов, генератор частоты модуляции, переключатель режимов, причем индифферентный электрод через измеритель тока соединен с регистратором тока, потенциальный электрод через усили-!

О тель соединен с регистратором потенциала, тенератор частоты модуляции через переключатель режимов соединен с токовым электродом, дополнительно имеет компаратор, бифазный модулятор, генера15 тор импульсов частоты модуляции и два канала формирования управляющих сигналов, каждый из которых включает фазовый разделитель, фильтр, детектор и электронный коммутатор, соединенные по20 следовательно, а также источники постоянного напряжения, отрицательной и положительной полярности, соединенные с элек тронными коммутаторами, при этом выход электронного коммутатора каждого из ка25 налов формирования управляющих сигналов через переключатель режимов соединен с токовым электродом, один из входов фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов созО единен с выходом генератора импульсов

878253

65 частоты модуляции, выход последнего также соединен с бифазным модулятором, кроме того, входы компаратора соединены с выходами усилителя и генератора опорных импульсов, выход компаратора через бифазный модулятор соединен с вторым входом фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов.

Н-l :åðòåæå изображено устройство для измерения электрических параметров бпологичссгпх мембран.

Устройство содержит ячейку с потенциальным, токовым и индпф,. ерептным электродами 2, 8, 4, усилитель 5, раоотающий в режиме повторителя потенциала, регистратор б тока, регистратор 7 потенциала, измеритель 8 тока, генератор 9 серии опорных импульсов, включающий делитель 10, соединенный с генератором

11 импульсов управления, генератор 12 импульсов тока, переключатель 18 режима, компаратор 14, бифазный модулятор 15, генератор lб импульсов частоты модуляции, а также два канала формирования управляющих сигналов, включающие последовательно соединенные фазовые разделители 17, 18, фильтры 19, 20, детекторы 21, 22 и электронные коммутаторы 28, 24, источники 25, 2б постоянного напряжения соответственно положительной и отрицательной полярности.

В режиме фиксации потенциала (переключатель 18 режима в положении А) при включении генератора 9 опорных импульсов на один из входов компаратора

14 поступает опорное напряжение У, „, превышающее во время заряда емкости мембраны напряжение Р„, подаваемое с мембраны через усилитель 5 па второй вход компаратора. Компаратор 14 вычисляет разность опорного сигнала и сигнала с мембраны.

При U<,„) U, nûходное напряжение компаратора 14 поступает на один из входов бнфазного модулятора 15. На другой его вход поступают импульсы модулирующей частоты с генератора lб импульсов частоты модуляции, причем частоту импульсов выбирают высокой, так что в в промежутке времени нарастания фиксированного потенциала на мембране укладывается не менее 10 — 20 импульсов модулирующей частоты.

На выходе бифазного модулятора 15 импульсы модулирующей частоты различHhI по фазе на 180 в зависимости от полярности сигнала, поданного па его вход.

Например, если сигнал на входе бифазного модулятора 15, соединенного с выходом компаратора 14, положителен, то фаза модулпру:о пего напряжения í", его выходе

0 . С вы..ода бнфазного модулятора 15 иг.;пульсы лодулирующей частоты посту5

50 пают на входы двух фазовых разделителей 17 и 18, один из которых пропускает снт ал с фазой 0, а другой — 180 .

Если Г,„) U„, на выходе бифазного модулятора 15 будет сигнал с фазой 0 .

Он пройдет через фазовый разделитель 17, фильтр 19 и детектор 21. Сигнал, выделенный на нагрузке детектора 21, открывает электронный коммутатор 28, в результате чего выходное напряжение источника 25 постоянного напряжения положительной полярности будет прнложено к биологической мембране посредством токового электрода 8, имеющего сопротивление Я,„.

Если на входах компаратора 14 сигнал с мембраны У„будет превышать напряжение опорного генератора У„„(У„(U„„), то соответственно на выходе бифазного модулятора 15 будут импульсы модулирующей частоты с фазой 180 . Сигнал проходит через фазовый разделитель 18, фильтр 20, детектор 22 и открывает электронный коммутатор 24. В этом случае к меморане приложено выходное напряжение источника 2б постоянного напряжения отрицательной полярности.

Если сигналы на входах компаратора отличаются менее, чем на заданную величину ЛГ, на выходе бифазного модулятора 15 сигнал отсутствует, фазовые разделители 17, 18 закрыты, а следовательно н напряжение на входах электронных коммутаторов 28, 24 отсутствует, и они закрыты.

Как только потенциал на мембране изменится на величину ЛУ в любую сторону, введенные блоки вновь начинают выраба тывать управляющий сигнал, который открь вает один из электронных коммутатором 28 или 24, тем самым поддерживая напряжение на мембране равным

U„= U„„+- U.

Величину ЛU выбирают из условий требуемой точности поддержания фиксированного потенциала на мембране в пределах 0,5 — 2 l от У..„,.

Устройство для измерения электрических параметров биологических мембран позволяет снизить в 3 — 7 раз время установления фиксированного потенциала на биологической мембране.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрических параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, усилитель, регистраторы тока и потенциа ла, генератор опорных,tìïóëüñoâ, генератор частоты модуляции, переключатель режимов, причем индифферентный электрод через измеритель тока соединен с регистра тором тока, потенциальный электрод через усилитель соединен с регистратором по878253

Составитель В. Котенева

Техред А. Галахова

Корректор И. Осиновская

Редактор П. Горькова

Заказ 1328/1027 Изд. М 549 Тираж 694 Подписное (-1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по дачам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» тенциала, генератор частоты модуляции через переключатель режимов соединен с токовым электродом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени установления фиксированного потенциала на биологической мембране, оно имеет компаратор, биофазный модулятор, тенератор импульсов частоты модуляции и два канала формирования управляющих сигналов, каждый из которых включает фазовый разделитель, фильтр, детектор и электронный коммутатор, соединенные последовательно, а также источники постоянноного напряжения отрицательной и положительной полярности, соединенные с электронными коммутаторами, при этом выход электронного коммутатора каждого из каналов формирования управляющих сигналов через переключатель режимов соединен с токовым электродом, один из входов фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов соединен с выходом генератора

5 импульсов частоты модуляции, выход последнего соединен также с бифазным моду лятором, кроме того, входы компаратора соединены с выходами усилителя и генератора опорных импульсов, выход компа ратора через бифазный модулятор соединен с вторым входом фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов.

IS Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 586899, кл. А 61 В 5/04, 1976,