Способ фиксации исследуемых нервных клеток на тестирующем электроде и устройство для его осуществления
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 231080Бюллетень ¹ 39 Дата опубликования описания 231080 (51)М. Кл.з 6 01 и 27/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 577.3 (088.8) (72) Автор изобретения A.È.Ñûçãàíîâ Горьковский государственный медицинский институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФИКСАЦИИ ИССЛЕДУЕМЫХ НЕРВНЫХ КЛЕТОК HA ТЕСТИРУЮЩЕМ ЭЛЕКТРОДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к медицине и предназначено для изучения влияния растворов различных веществ на электрическую активность нервных клеток. Известен способ фиксации исследуе- 5 мых нервных клеток на тестирующем электроде. Способ осуществляют устройством, содержащим камеру с тестирующим и индифферетным электродами 111 ° 10 Недостатком данного способа является то, что ограниченное время и ненадежность закрепления нервной клетки на микроэлектроде (расположенное в жидкости тело клетки легко смещает-15 ся относительно кончика тестирующего микроэлектрода) не позволяют следить за динамикой электрической активности клетки в данном растворе и исследовать влияние нескольких раз- 20 личных растворов с известной концентрацией на одну и ту же клетку. Цель изобретения — обеспечение продолжительной и надежной фиксации исследуемой нервной клетки на тести- 25 рующем электроде при заполнении или смене клеточной культуры или воздействующих веществ. Укаэанная цель достигается тем, что на тестирующий и индифФерентный 2 электроды подают напряжение постоянного тока, причем на тестирующий электрод подают положительный потенциал, а на индифферентный электрод отрицательный потенциал напряжения постоянного тока. Данный способ может быть осуществлен устройством содержащим камеру с тестирующим и индифферентным электродами, в который введены последовательно соединенные источник напряжения постоянного тока, коммутатор полярности и переключатель, причем тестирующий электрод соединен с переключателем, а индифферентный электрод соединен с коммутатором полярности. На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа фиксации исследуемых нервных клеток на тестирующем электроде. Устройство содержит микроэлектрофоретическую камеру 1 (высотой 2 мм, шириной 10 мм и длиной 15 мм) в длинных стенках которой вмонтированы тестирующий микрозлектрод 2 и индифферентный электрод 3. В противоположных коротких стенках камеры выполнены впускное и выпускное отверстия 4, которые служат для пропус773485 кания жидкости через камеру. Тестирующий микроэлектрод 2 и индифферентный электрод 3 через переключатель 5 и источник 6 напряжения постоянного тока подключены в микроэлектрофоретическую цепь. Для изменения полярности электродов в микроэлектрофоретическую цепь введен коммутатор полярности. Способ осуществляется следующим образом. Раствор хлористого натрия (0,9 н.) с клетками переживающей культуры нервной ткани помещают в герметичную микроэлектрофоретическую камеру. Затем через систему "тестирующий микроэлектрод — раствор с клетками пере- 15 живающей культуры нервной ткани второй электрод" пропускают электрический ток от внешнего источника ЭДС. В результате к положительно заряженному тестирующему микроэлектроду из Щ раствора притягивается и фиксируется нагруженная отрицательным электрокинетическим (дзета-) потенциалом одна из клеток переживающей культуры нервной ткани. Остальные клетки переживающей культуры удаляют из микроэлектрофоретической камеры путем пропускания через камеру чистого раствора хлористого натрия (0,9 н.). Микроэлектрофорез прекращают. Затем проводят регистрацию электрической активности клетки, закрепленной на кончике тестирующего микроэлектрода за счет возникающих в результате микрозлектрофореза сил поверхностного натяжения и межмолекулярного сцепления. В дальнейшем Физиологический раствор (0,9 н. йаС1)в микроэлектрофоретической камере заменяют на раствор химического или фармацевтичес- 40 кого вещества с известной концентрацией путем пропускания через камеру раствора с известной концентрацией воздействующего химического или фармацевтического вещества. Проводят повторную регистрацию электрической активности закрепленной ранее на тестирующем микроэлектроде той же самой клетки. Пример. Взвесь клеток свежеприготовленной переживающей культуры корковой ткани мозга кошки в физиологическом растворе с температурой 37 С помещают в герметичную микроэлектрофоретическую камеру (в 1 мм раствора содержится около 10 клеток). Затем через систему "тестирующий микроэлектрод †.раствор с клетками — второй электрод" пропускают электрический ток от внешнего источника постоянного напряжения с ЭДС 20В в течение Щ 3 мнн. В результатемикрозлектрофореза I(положительно заряженному тестирующему микроэлектроду из раствора притягиваетсн и фиксируется за счет сил поверхностного натн кения и межмолекулярного сцепления одна из клеток переживающей культуры нервной ткани, нагруженная отрицательным электроки нематическим (дзета-) потенциалом. В момент контакта нервной клетки с кончиком тестирующего микроэлектрода процесс злектрофореза прекращается. Об окончании процесса электрофореэа свидетельствует уменьшение протекающего через систему тока скачком от 15 мкА до неощутимо малой величины. Остальные (незафиксированные) клетки переживающей культуры удаляют из камеры путем пропускания через нее физиологического раствора. На усилителе биопотенциалов (УПТ-2) регистрируют пиковые потенциалы клетки а.1плитудой 25 — 30 мВ. Затем физиологический раствор в электрофоретической камере заменяют на раствор рингера с 0,1% содержанием сернокислого магния и проводят повторную регистрацию электрической активности закрепленной ранее на тестирующем микроэлектроде той же самой клетки. По разнице картин электрической активности одной и той же клетки, зарегистрированной до и после воздействия на клетку раствором химического и фармацевтического вещества (например, по сдвигу уровня постоянного потенциала или по динамике спектральной плотности генерируемых клеткой пиковых потенциалов), изучают эффективность влияния действующего раствора химического или фармацевтического вещества с известной его концентрацией на данную клетку. Устройство работает следующим образом. После заполнения микроэлектрофоретической камеры 1 раствором хлористого натрия с клетками переживающей культуры нервной ткани переключатель 5 ставят в левое положение, при этом на тестирующий микроэлектрод 2 от источника 6 напряжения через коммуматор полярности 7, находящиися в верхнем положении, подается положительный полюс, а на индифферентный микроэлектрод 3 отрицательный полюс источника 6 напряжения. Вследствие тбго, что нервные клетки переживающей культуры мозговой ткани обладают отрицательным электрокинетическим (дзета-) потенциалом, они притягиваются из раствора хлористого натрия к кончику тестирующего микроэлектрода 2, обладающему поположительным потенциалом. Микроэлектрофорез прекращается, когда одна из нервных клеток окажется зафиксированной на кончике тестирующего микроэлектрода 2. Микроэлектрофорез прекращается вследствие того, что сопротивление мембраны нервной 773485 Формула изобретения Составитель В. Остапчук Редактор О. Колесникова Техред Н.Бабурка Корректор 3I. Иван Заказ 7492/55 Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 клетки постоянному току достаточно велико (более 100 МОм). Нервная клетка удерживается на кончике тестирующего мИкроэлектрода 2 за счет сил поверхностного натяжения и межмолекулярного сцепления. Затем через микроэлектрофоретическую камеру 1 пропускают чистый 0,9 н.раствор хлористого натрия, удаляя таким образом остальные клетки. Переключатель 5 ставят в правое положение и с помощью электронных усилителей (на чертеже не показанй) изучают электрическую активность нервной клетки, покоящейся у кончика тестирующего микроэлектрода 2 в растворе хлористого натрия. 15 Для изучения активности этой же нервной клетки в другом растворе (например, в растворе Рингера) из камеры 1 удаляют раствор хлористого натрия и в то время, когда нервная 20 клетка зафиксирована к кончику положительно заряженного тестирующего микроэлектрода 2, заполняют камеру раствором Рингера. В дальнейшем процесс изучения электрической активности клетки повторяют ° Таким образом, данный способ обеспечивает проведение в широком диапазоне исследования влияния на клетку одного раствора в динамике (в зависимости от времени или концентрации), а также изучение эффективности действия различных растворов на одну и ту же клетку. 1. Способ фиксации исследуемых нервных клеток на тестирующем электроде, отличающийся тем, что, с целью продолжительной и надежной фиксации исследуемой нервной клетки на тестирующем электроде при заполнении или смене клеточной культуры или воздействующих веществ, на тестирующий и индифферентный электроды подают напряжение постоянного тока, причем на тестирующий электрод подают положительный потенциал, а на индифферентный электрод отрицательный потенциал напряжения постоянного тока. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее камеру с тестирующим и индифферентным. электродами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в него введены последовательно соединенные источник напряжения постоянного тока, коммутатор полярности и переключатель, причем тестирующий электрод соединен с переключателем, а индифферентный электрод соединен с коммутатором полярности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мещеряков К.С. Об энергетике биологических процессов. М., "Наука", 1967, с. 89-108.
