Устройство для измерения электрических параметров биологических мембран

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Доголнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.08,76 (21)2401076/28-1 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 01 "8 Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания.06.01.78 (11 586899

: л :, "д .(51) М. Кл.

А 61 В 5/04

//С 12 К 1/00

Гасударственный иа итет

Саввтв Министров СССР аа делам изобретений и открытий (53) УДК 618.471 (088.8) В. Н. Брезгунов и В. И. Поротиков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт по биологическим испытаниям химических соединений

{54) .УСТРОЙСТВО: gIIH ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН

Изобретение относится к медицине, а именно к аппаратам, используемым для микробиологических исследований, оно может быть использовано для различного рода исследований в лабораторной практике, а также для отбора биологически активных соединений при массовом испытании веществ на биологическую активность (по действию. веществ на мембраны нервных, мышечных и растительных клеток).

Известно устройство для изме1еения алек- трических параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, 15 соединенную через потенциальный алектрод последовательно с повторителем потенциала> дифференциальным усилителем, переключателем режима и токовым электродом, регистратор тока, соединенный через измеритель 2р тока с индифферентным электродом, генератор опорных импульсов, соединенный со вторым входом дифференциального усилителя, и генератор импульсов тока, соединенный с переключателем режимoaL1). 25

Однако процесс измерения с помощью этих устройств длителен, что делает их непригодными, например, для исследования действия веществ на электрические параметры биологических мембран. Кроме того, точность измерения недостаточно высокая и отсутствует автоматизация измерения и регистрация алектрических параметров.

Hem изобретения — повышение точности и автоматизация измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет буферный усилитель, включенный через первый электронный ключ параллельно дифференциальному усилителю, к выходу буферного усилителя подключено запоминающее устройство, а генератор опорных импульсов выполнен в виде генератора серии опорных импульсов, состоящего из пассивного делителя потенциалов и генератора импуль

"ов управления, выход которого соединен через второй электронный ключ с переключателем режим ое.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для измерения алекгрических параметров биологических мембран.

58> > 99

Устройство содержит ячейку с потенциальным 2> токовым 3 и индифферентным

4 алектрэдал>и, соединенную через потенциальныйый але к тр од и эслед эва тельн о с и овторителем 5 потенциала, дифференциальным усилителем 6, переключателем 7 режима и токовым . пектродом 3, регистратор 8 гока, соединенный через измеритель 9 тока с индифферентным алектродом 4, генератор 10. опорных импульсов, выполненный в виде гене ра т эра се р и и о пори ых и м пульс ов, с ос r оящего из пассивнэго делителя 11 и генератора 12 импульсов управления.

Кроме того, устройство содержит гене,ратop 13 импульсов тока, соединенный с 15 переключателем 7 режимов, буферный уси литель 14, включенный через первый алек. тронный ключ 15 ° параллельно дифференциальному усилителю 6, к выходу буферного усилителя 14 подключено запоминающее 20 устрэйство 16, а выход генератора 12 импульсов управления соединен через второй алектрэнный ключ 17 с переключателем 7 режим ов.

Yc rpoHcra o для измерения электронных параметров биологических мембран работае следующим образом.

В режиме фиксации потенциала (переключатель 7 режимов в положении I) в интервале действия импульса опорного напряжения ЗЕ ключ 17 замкнут„а ключ 15 - разэмкнут, В атом интервале происходит измерение тока мембраны и основных характеристик этого тока (пикового и устанэвившегося значений и постоянных времени нарастания и спада) в зависимости от амплитуды опорного HMпульса. Амплитуда опорного импульса устанавливае тся ав r ом а тиче ск и и задае тс я с большей точностью благодаря генератэру

40 серии опорных импульсэв, что обусловливае . соответственно и большую точность измерений, и, кроме того, на выходе дифференциального усилителя 6 отсутствует постоянное напряжение, обусловленное дрейфом

45 вследствие использования буферного усилителя 14 и запоминаюшего устройства 16.

Автоматическая установка необходимой амплитуды опорного импульса и большая точность ее определяется схемой генератора опорных импульсов. В интервалах пауз между импульсами опорного напряжения (длительность которых определяется временем рефрактерности мембран и равна 2-10 сек) ключ 17 размыкается, а ключ 15 замыкает- у ся. Таким образом разрывается цепь обратной связи через мембрану и включается автономная цепь обратной связи. Напряжение суммарного дрейфа, обусловленного поляризацией электрода, собственным дрейфом 60 повторителя 5 потенциала, входными каскадами дифференциального усилителя и другими факторами, посредством автономной цепи обратной связи через ключ 15, запомннаюц(ее устройствэ 16 и,буферный усилитель 14 отрабатывается дэ нулевого уровня «а выходе дифференциального усилителя 6. На время действия следующего в серии импульса опорного напряжения запоминаюшее устройггво сохраняет сигнал ошибки, поддерживая атим нулевое постоянное напряжение на выходе дифференциального усилителя.

Прн быстром переходе с режима измерения потенциала действия (переключатель 7 в положении Il) на режим фиксации потенциала, благодаря действию автономной цепи обратной связи, постоянное напряжение на выходе дифференциальнэго усилителя поддерживается равным нулю и не требует ручной регулировки.

Таким образом предлагаемое устройство повьпцает точность измерения и автоматизирует сам процесс.

Ф ормула изобретения

Устройство для измерения алектрических параметров биолэгнческпх мембран, содержашее ячейку с и эте ни и альным, ток ов ым и индифферентным электродами, соединенную через потенциальный алектрэд последовательно с повторителем потенциала, дифференциальным усилителем, переключателем режима и токовым алектродом, регистратор ,тока, соединенный через измеритель тока с индифферентным электродом, генератор опорных импульсов, соединенный со вторым входом дифференциального усилителя, и генерагор импульсов гока, соединенный с переклю. чателем режил>ов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и автоматизации измерений, оно имеет буферный усилитель, включенный через первый электронный ключ параллельно дифференциальному усилителю, к выходу буферного усилителя подключено запоминающее устройстао a генератор опорных импульсов выполнен в виде генератэра серии опорных импульсов, состоящего из пассивного делителя потенциалов и генератора импульсов управления> выход которого соединен через вторгся алектронный ключ с переключателем режим ов.

Источники ннфэрмации, принятые во внимание при акспертизе:

1. Сб. "Биофизика мембран", Кауна

1971, с. 656-663.

586899

17

Составитель В. Головин

Редактор Л. Волкова Техред A. Ллатырев Корректор,С. Шекмао

Заказ 8/7 Тираж 702 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д, 4/5

Филиал tlttH Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4