Камера для одновременных микро-скопических и электрофизиологическихисследований препаратов живых тканейи клеток

 

())) 8! И69

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со)оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.12.78 (21) 2692508/28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) М, Клз

С 12М 1/00

Государственный комитат

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 615.471 (088.8) (72) Авторы изобретения

I amO1" „, ч ( иологиу ..„...,...

О. С. Сотников

Ордена Трудового Красного Знамени институт фи им. И. П. Павлова (71) Заявитель (54) КАМЕРА ДЛЯ ОДНОВРEMEHНЪ1Х

МИКРОСКОПИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕПАРАТОВ ЖИВЪ1Х ТКАНЕЙ

И КЛЕТОК

Изобретение относится к биологии и медицине, точнее к технике одновременных микроскопических и электрофизиологических исследований живых биологических объектов, преимущественно препаратов одиночных периферических нейронов, и может быть использовано также в цитологии и медицинской фармакологии и токсикологии для определения любых воздействий на синапсы, нервные волокна, эндотелий микроциркуляторного русла, пигментные и другие живые клетки пленочных препаратов с применением электродов и макроманипуляторов.

Известна камера для одновременных микроскопических и электрофизиологических исследований препаратов живых тканей и клеток, содержащая корпус из биологически неактивной пластмассы с отверстием для размещения препарата и стеклянное дно, макроэлектрод, приспособление для крепления препарата в камере и каналы подачи и отсоса физиологического раствора (1).

Такая камера не пригодна для дифференциального изучения реактивных морфофизиологических изменений синапса, тела клетки и нервных проводников, так как при первых же изменениях электрического от- З() вета возникает вопрос о том, где возникла поломка (в мякотном волокне, пресинаптической терминали или постсинапсе). Для дифференциального морфофизиологического анализа реакции нервных компонентов необходимо размещение в камере не одного, а нескольких точно локализуемых (прецизионных) обязательно двухствольных коаксиальных электродов, которые могли бы последовательно служить то отводящими, то раздражающими. Электроды не могут быть внешними, а обязательно должны входить составной частью в камеру, чтобы во время перефокусировки препарата и боковых смещениях камеры при анализе различных компонентов препарата не возникало относительных смещений между препаратом и его электродами. Для обеспечения прецизионности наведения электродов необходимо, чтобы они сами, их концы легко и в больших пределах перемещались внутри емкости камеры по плоскости и вокруг оси симметрии шаровидных опор.

Однако известные манипуляторы чересчур громозки, тяжелы, и поэтому могут быть использованы только как наружные (вне камеры) корректоры электродов. Известная камера рассчитана на использование только одного, исключительно отводящего и притом неподвижного, макроэлектрода, 819169

I I

:3

При использовании известной камеры для работы под большими увеличениями микроскопа обнаруживается также ряд конструктивных ее недостатков и неудобств в эксплуатации. Покровное стекло, служащее дном камеры, тонкое и хрупкое. Оно часто давится снизу при контакте с металлическими частями столика микроскопа или сверху при незначительной перефокусировке большого объектива. Смена препарата во время работы требует извлечения из-под микроскопа всей камеры, что нарушает трудоемкую настройку системы протока, внешние электрические контакты и т. д. Кроме того, наличие ферромагнитных намагниченных материалов в конструкции камеры влияет на электрические свойства препарата и искажает измеряемые параметры.

Цель изобретения — расширение функциойальных возможностей камеры за счет дифференциальной диагностики морфоэлектрофизиологическогоо состояния всех компонентов нервного проведения: мякотного волокна, пресинаптических терминалей и постсинапса.

Указанная цель достигается тем, что камера снабжена дополнительными, по крайней мере двумя, макроэлектродами, при этом последние выполнены двухствольными и размещены по окружности отверстия на шаровидных опорах, выполненных из пластичного, вязкого и теплостойкого вещества, а приспособление для крепления препарата представляет собой размещенную на дне камеры плоскую рамку с укрепленными перпендикулярно ее горизонтальной поверхности фиксаторами и имеет направляющие для введения внешнего электрода, входное отверстие канала отсоса расположено выше выходного отверстия канала подачи, при этом оба канала снабжены фитилями. Кроме того, рамка выполнена из органического стекла, а фиксаторы из вольфрама.

На фиг. 1 изображен общий вид камеры; на фиг. 2 — общий вид приспособления для крепления препарата; на фиг. 3— разрез А — А фиг. 2.

Камера имеет стеклянное тонкое дно 1 и ножки-упоры 2. Стекло с помощью амортизирующей прослойки 3 из полимеризующейся пасты типа КЛ-16Т-30 прикреплено к корпусу 4 из оргстекла с отверстием конической формы, образующим вместе с дном 1 емкость камеры для физиологического раствора. Края камеры выполнены пологими. Приспособление 5 для крепления препарата выполнено в виде кольца из оргстекла, в нем по окружности укреплены фиксаторы 6, представляющие собой вольфрамовые штырьки с заостренными концами, часть из которых загнута в виде крючков. В прорезях корпуса 4 размещены каналы подачи 7 и отсоса 8 физиологическо- дб го раствора, выполненные из инъекциониых игл, снабжены фитилями 9, опущенными в емкость камеры. Фитили могут быть выполнены из фильтровальной бумаги или хлопчатобумажной нитки. Выходное отверстие канала отсоса 8 размещено выше выходного отверстия канала подачи 7 для обеспечения определенного уровня (глубины) раствора в резервуаре. По окружности камеры закреплен кольцевой индиффирентный электрод 10 из платины или хлорированного серебра. Приспособление 5 для крепления препарата крепится к дну 1 емкости с помощью комочка вязкой пластичной массы.

Двухствольные коаксиальные всасывающие макроэлектроды 11 размещены (опираются в точке) с возможностью перемещения на шаровых опорах 12 из вязкой пластичной массы диаметром 4 — 8 мм. Масса сохраняет свои свойства и форму при температуре нагревания осветителя.

Проводники от всех электродов сходятся на специальной пластине из оргстекла (на чертежах не показаны), которая крепится над основной пластиной корпуса 4 с целью гидроизоляции контактов от емкости камеры. Пластина служит платой, внутрь которой заделываются розетки для пяти— семи разъемов.

Камера работает следующим образом.

Препарат закрепляют на приспособлении

5 для крепления препарата под вспомогательным бинокулярным микроскопом (типа

МБС), который может быть отдельным или закреплен вблизи основного инвертированного микроскопа и сфокусирован на его столик. Вначале при средних увеличениях препарат ориентируют в рамке. Затем под объективом 4 его закрепляют на штырьках н крючках фиксатора 6. После этого приспособление 5 для крепления препарата переворачивают и укладывают в резервуаре камеры так, чтобы препарат оказался внизу и прилегал к дну камеры.

Включают проточную систему. Изменяя высоту стояния входного отверстия отсасывающей иглы, регулируют уровень жидкости в камере. Смоченные фитили 9 касаются поверхности жидкости. Перемещают кончики подвижных всасывающих двуствольных коаксиальных макроэлектродов

11 (контролируя через лупу) к нужным нервным волокнам. Электроды через колодку камеры подключают к стимулятору и анализирующей электронной аппара.туре.

Затем камеру вместе со столиком микроскопа перемещают, чтобы центрировать необходимый участок объекта (нейрона) в фокусе микроскопа. Далее в камеру подводят внешний стеклянный микроэлектрод (на чертежах не показан), который был заранее центрирован в фокус микроскопа и отведен с помощью микроманипулятора на

819169 время установки камеры и макроэлектродов. И

При замене отработанного препарата из камеры удаляют только приспособление для крепления препарата с препаратом, а на его место закладывают другую рамку.

Происходит быстрая перезарядка и опыт может быть повторен без извлечения камеры и нарушения ее внешних связей.

Предлагаемая камера расширяет возможности медицинских и биологических исследований и позволяет получить качественно новые характеристики препарата: дифференциальный анализ морфоэлектрофизиологического состояния всех компонентов нервного проведения (мякотного волокна, пресинаптических терм иналей и постсинапса), Это достигается путем изменения конструкции камеры и размещения в ней нескольких разноцелевых электродов, а также легких и малых по размеру шаровидных опор из вязкого, пластичного и достаточно теплостойкого вещества, что обеспечивает перемещение макроэлектродов и их точное подведение к объектам в разных частях камеры.

Предлагаемая камера удобна в эксплуатации за счет возможности быстрой смены препаратов без извлечения ее из-под микроскопа и без нарушения протока и электрических контактов, Это достигается с помощью устройства для крепления препарата в виде сменных кольцевых рамок.

Предлагаемая камера надежнее известной в эксплуатации, что достигается с помощью защитных брусков (ножек-упоров) и амортизирующей прослойки между основной пластиной и стеклянным дном. Предлагаемая камера предусматривает дополнительные приспособления для гашения механических колебаний проточной жидкости.

Формула Изобретения

1. Камера для одновременных микрдско. пических и электрофизиологических исследований препаратов живых тканей и кле-, ток, содержащая корпус из биологически неактивной пластмассы с отверстием -для размещения препарата и стеклянное дно, макроэлектрод, приспособление для креп10 ления препарата в камере и каналы подачи и отсоса физиологического раствора, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей камеры за счет дифференциальной диагностики

15 морфоэлектрофизиологического состояния всех компонентов нервного проведения: мякотного волокна, пресинаптических терминалей и постсинапса, она снабжена дополнительными, по крайней мере двумя, макроэлектродами, при этом последние выполнены двухствольными и размещены по окружности отверстия на шаровидных опорах, выполненных из пластичного, вязкого и теплостойкого вещества, а приспособление для крепления препарата представляет собой размещенную на дне камеры плоскую рамку с укрепленными перпендикулярно ее горизонтальной поверхности фиксаторами и имеет направляющие для введения внешнего электрода, входное отверстие канала отсоса расположено выше выходного отверстия канала подачи, при этом оба канала снабжены фитилями.

2. Камера по п, 1, отличающаяся тем, что рамка выполнена из органического стекла, а фиксаторы из вольфрама.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мс. Mahan and S. W. Ruffler, Proc.

4О Roc. Soc., London, ser. В., 1971, 177, № 1049, р. 485 — 508.