Камера для электрофизиологических исследований биологических объектов

 

Изобретение относится к научным электрофизиологическим исследованиям и может использоваться в биологии, биофизике, биотехнологии, медицине и фармакологии для изучения действия лекарственных препаратов и биологически активных веществ на отдельные клетки. Камера содержит корпус, в котором выполнена полость для размещения биообъекта, установленный на направляющей с возможностью его поперечного перемещения относительно указанной полости биморфный изгибной пьезоэлемент с канюлей подачи исследуемого раствора на биологический объект и емкости для подачи и отвода физиологического раствора. Емкость для подачи последнего размещена на корпусе непосредственно возле указанной полости и сообщена с ней. Камера снабжена коллектором для подачи исследуемых растворов, установленным на направляющей над этим пьезоэлементом. Конструкция камеры обеспечивает повышение достоверности результатов исследования и обеспечивает возможность быстрой регулировки положения пьезоэлемента. 3 ил.

Изобретение относится к области аппаратуры для научных электрофизиологических исследований и может использоваться в биологии, биофизике, биотехнологии, медицине и фармакологии для изучения действия лекарственных препаратов и биологически активных веществ на отдельные клетки.

Известна камера для электрофизиологических исследований биологических объектов (далее камера) по патенту РФ N 2141520, кл. C12 М 1/100, Бюл. N 32 от 20.11.99 г. Камера содержит корпус, верхнее и нижнее стекла, закрепленные на выступе корпуса и образующие полость для размещения биологических объектов, биморфный изгибной пьезоэлемент с канюлей для подачи исследуемого раствора в зону расположения биологического объекта, емкости с каналами для подачи и отвода физиологического раствора.

Однако камера имеет ряд недостатков. Конструктивно длинный канал от емкости для подачи физиологического раствора значительно увеличивают время подачи растворов в зону расположения биологического объекта, увеличивается вероятность их смешивания, что влияет на достоверность результатов исследования. Также требуется значительное время для подготовки камеры к работе при смене объекта и отведении канюли, ввиду того, что биморфный изгибной пьезоэлемент выставляется при сборке камеры.

Технический результат заключается в повышении достоверности результатов исследования и обеспечении быстрой регулировки положения биморфного изгибного пьезоэлемента.

Этот результат достигается тем, что в камере для электрофизиологических исследований биологических объектов, содержащей корпус, полость для размещения биологического объекта, размещенный на корпусе биморфный изгибной пьезоэлемент с канюлей подачи исследуемого раствора на биологический объект и емкости для подачи и отвода физиологического раствора, полость для размещения биологического объекта выполнена в корпусе, а емкость для подачи физиологического раствора размещена на корпусе непосредственно возле указанной полости и сообщена с ней, при этом биморфный изгибной пьезоэлемент с канюлей установлен на направляющей с возможностью его поперечного перемещения относительно указанной полости, причем камера снабжена коллектором для подачи исследуемых растворов, установленным на направляющей над пьезоэлементом.

На фиг. 1 представлена камера (вид сверху); на фиг. 2 - разрез по А-А (см. фиг. 1); на фиг. 3 - вид на коллектор по стрелке Б (см. фиг. 2).

Камера состоит из корпуса 1 с направляющими 2 для установки в препаратоводитель микроскопа, полости 3 для размещения биообъекта, образованной проточкой в корпусе 1, закрытой снизу стеклянным дном 4, емкости для подачи физиологического раствора 5, выполненной в виде полуконуса и установленной над полостью 3 с перекрытием для образования соединительного канала 6, вспомогательной емкости 7, предназначенной для отбора физиологического раствора и размещения индеферентного электрода 8, с каналом, соединяющим ее с полостью. Отбор и подача физиологического раствора осуществляется через патрубки 9, установленные на корпусе 1 над полостью 3 и емкостью 7. Биморфный изгибной пьезоэлемент 10, несущий канюлю 11, которая закреплена на держателе 12 пружинным зажимом 13, установлен на направляющей типа "ласточкин хвост" 14 с микрометрическим винтом 15 и возвратной пружиной 16. Коллектор 17 также установлен на направляющей 14 над пьезоэлементом 10 и перемещается вместе с ним. Коллектор снабжен патрубками 18 для соединения с канюлей 11 и сосудами с исследуемыми растворами (не показаны).

Биморфный изгибной пьезоэлемент 10 соединен с управляемым источником питания (на чертеже не показан).

Работа с камерой производится следующим образом. Камера с помощью направляющих 2 устанавливается в препаратоводитель инвертируемого микроскопа; патрубки 9, расположенные над полостью 3, подключаются к сосуду с физиологическим раствором, а над емкостью 7 - к вакуумной системе отсоса жидкости. Первоначально полость 3 и емкость 7 заполняются физиологическим раствором для обеспечения перфузии в полости 3. Патрубки 18 коллектора 17 соединяются с сосудами, в которых находятся исследуемые растворы. Канюля 11 с помощью держателя 12 вводится в полость 3 и выставляется направляющей типа "ласточкин хвост" 14 и микровинтом 15 напротив канала емкости 7 так, чтобы исследуемый раствор быстро смывался при перфузии. Патрубок 9, установленный над емкостью 5 для подачи физиологического раствора, выставляется над уровнем жидкости так, чтобы капля физиологического раствора не касалась его, что обеспечивает разрыв потока и электрическую изоляцию полости для размещения биологического объекта. Патрубок 9, расположенный над вспомогательной емкостью 7, выставляется так, чтобы поддерживать необходимый уровень жидкости в полости 3 для размещения биологического объекта. Далее на биморфный изгибной пьезоэлемент 10 от управляемого источника питания подается напряжение, пьезоэлемент 10, изгибаясь, переносит канюлю 11 на заданное исследователем расстояние. В полость 3, с помощью отдельного микроманипулятора (не показан) вводится измерительный электрод с биологическим объектом (на чертеже не показан) в зону канюли 11, затем напряжение с биморфного изгибного пьезоэлемента снимается и канюля 11 возвращается в исходное положение. Теперь вся система готова к работе.

После установки необходимого режима перфузии физиологического раствора регистрируют электрическую активность биологического объекта и убеждаются в режиме полного покоя его. Далее подают один из исследуемых растворов на коллектор 17. В случае самопроизвольного истечения, например, за счет диффузии он быстро смывается через канал вспомогательной емкости 7, не достигая биологического объекта. При подаче напряжения на изгибной биморфный пьезоэлемент канюля 11 устанавливается напротив биологического объекта и исследуемый раствор аплицируется на него, изменяя электрическую активность, по изменению которой судят о воздействии исследуемого раствора. Далее напряжение с изгибного биморфного элемента 10 снимается, он возвращается в исходное положение, а перфузируемый физиологический раствор, смывая с биологического объекта аплицируемый исследуемый раствор, приводит биологический объект в состояние покоя. Затем весь цикл повторяется с другим исследуемым раствором. Камера также позволяет проводить исследования, внося вещества непосредственно в физиологический раствор через емкость 5. При этом за счет уменьшения длины каналов подачи исследуемых растворов как через емкость 5, так и через канюлю 11 время задержки ответа биологического объекта на воздействия становится минимальным.

Формула изобретения

Камера для электрофизиологических исследований биологических объектов, содержащая корпус, полость для размещения биологического объекта, размещенный на корпусе биморфный изгибной пьезоэлемент с канюлей подачи исследуемого раствора на биологический объект и емкости для подачи и отвода физиологического раствора, отличающаяся тем, что полость для размещения биологического объекта выполнена в корпусе, а емкость для подачи физиологического раствора размещена на корпусе непосредственно возле указанной полости и сообщена с ней, при этом биморфный изгибной пьезоэлемент с канюлей установлен на направляющей с возможностью его поперечного перемещения относительно указанной полости, причем камера снабжена коллектором для подачи исследуемых растворов, установленным на направляющей над этим пьезоэлементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3