Устройство для моделирования процесса переноса вещества (ионов) через биологическую мембрану

- ,.:. 1 ОТ 1"ф 07310 ОП КСАН ИЕизоьеетения К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕДЬСТВХ Союз Советских СоцивлистицескихРеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 12.Ч.1972 ( 1811112/18-24)с,присоединением заявки-Приорчтет -М.Кл, 6 061 7 осударственно 1 й комитетСонета Министрое СССРно делам изобретенийв атнропнй К 681.333 (088.8) публиковано 21.Х 1.1973, Бюллетень4Дата опубликования описания 23.1 Х.1974 Авто 1 рыизобр ете 1 Н и 5. Немцов и Г. ттриев Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕНОСАВЕЩЕСТВА (ИОНОВ) ЧЕРЕЗ БИОЛОГИЧЕСКУЮ МЕМБРАНУ Изобретение относится к области моделировае 1 ия биологических процессов прп помощи аналоговых вычислительных средств..Чоделнрован 1 е биологических процессов представляет;ринципиа;ьн 1 й научный и практический интерес, так как является необходимм элементом при проектировании систем оиологической индустрии и создания зямкнутьгх экологических систем.Известно устройство для исследования процессов переноса вещества (ионов) через биологическую мембрану, содержацее в своем составе блок задапня начальных условий, блок задания фзуко-х 1 ми еских параметров и констант, регистрирующий прибор. Однако известное устройство недостаточно точно и не обладает необходимым для:сследовапия быстродействием,Целью предлагаемого изобретения является ПОВЫШЕНПЕ ТОЧНОСТИ, НЯГЛ 51 ДНОСТП, ОПЕРЯТПВ- ности п темпа проведения исследований с одновременным предоставлением при этом возможности моделирования в замедленном пли ускоренном режиме решения по сравнению с реальным временем протекания процессов.Предложенное устройство конструктивноотлнчается тем, что содержит мвадратор, датчик концентраций, блок деления, блок умножения, сумматоры и интеграторы, служащие для форчровяния напряже 11 Н 1, пропорциональных концентрациям вблизи мембраны уи и в порах мембраны х (1), причем выход блока задания физико-хнмических параметров и констант подсоединен ко входам сумматоров, выходы которых подсоединены ко входам интеграторов, на другие входы последних подсоединены выходы блока задания начальных условий; выход, первого интегрятора подсоедиен к квадратору, к регистрирующему блоку и к третьему сумматору, а выход второго интегратора соединен с регистрируОщтм прибороъ 1, с первым блоком умножения и с первым подом блока задания фзко-химических параметров, ко второму входу которого подклюсн выход второго блока умножения. входом соединенного с первым выходом четвертого сучмятора, второй выход четвертого сумматора соедЕи с т 5 ретым выходом Олока зядяппя фзико-химических параметров, четвертый :ход которого соединен с выодом Олока де;1 е 11 пя, я входы блок деления подклю 1 снь 1 ко .поду и выходу третьего сумматора, один пз входов четвертого сумматора соедггнеп с выходоч княдратора.111 чертеже п 11 едстявлепя схема предл 1 гясмого устройства, содержащая следунпцпе блок:1: сумматоры 1 4; интеграторы о, 6; блок 7 задания начальных условий; блок 8 заданн 5 физико-химических параметров и констант; квадратор 9; блоки умножения 1 О, 11; датчик 12 концентрации вещества (ионов) вдали от мембраны; блок деления И; регистрирующий блок 14.В предложенном устройстве отдельные блоки и конструктивные связи между ними обеспечивают функционирование ао следующему прин,цип 7На блоке 7 задания начальных условий в предпусковой момент времени =0 устанавливаюпся вручную значения начальных концентраций ионов х (О) и у (О), которые поступают па интеграторы 5 и б; на блоке 8 задания физико-химических: араметров и констант устанавливаются величины исследуемых параметров и констант; напряжения, пропорциональные этим параметрам и константам, поступают на входы сумматоров 1 и 2, на которых формируются суммы, пропорциональные величинам первых производных исследуемых концентраций х (1) и у (1); выходы сумматоров 1 н 2 связаны со входами интеграторов 5 и б соответственно. При пуске устройства на выходах интеграторов 5 и б образуются напряжения, закон изменения во времени которых воспроизводит закон изменения исследуемых концентраций х (1) и у (1). Квадратор 9 связан входом с выходом интегратора 5, а выходом - со входом сумматора 4, на второй вход которого с выхода блока 8 задания параметров и констант поступает напряжение, пропорциональное максимальной концентрации ионов в порах мембраны. С выхода сумматора 4 напряжение, пропорциональное разности концентраций, поступает одновременно на вход блока задания параметров и констант, благодаря чему замыкается цепь обратной связи для переменной х (1), и на вход блока умножения 11, на второй вход которого поступает напряжение, пропорциональное исследуемым концентрациям, образующееся в блоке умножения 10, входы которого соединены с выходами интегратора б. Выход блока умножения 11 соединен со входом блока 8 задания параметров и констант, в результате чего замыкается цепь обратной связи для второй переменной у (1), Выход блока деления И соединен со входом блока 8. Таким образом, схема устройства в целом замкнута обратными связями. Выходы интеграторов 5 и б соединены совходом регистрирующего прибора 14, работающего в двух режимах - в режиме визуального наблюдения, либо в режиме графической записи (фотографирования) решения.Как указано выше, предлагаемое устройствоможет быть использовано в разных режимах работы в замедленном (для быстро протекающих процессов) или ускоренном (для медленно протекающих процессов) теипевремени в зависимости от требований конкретного исследования, что обеспечивается соответствую.щим выбором масштабного уравнения для 15 времени.Предмет изобретен и яУстройство для моделирования процесса переноса вещества (ионов) через биологическую мембрану, содержащее блок задания начальных условий, блок задания физико-химических параметров, регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит квадратор, интеграторы, датчик концентраций, сумматоры, блок деления и блоки умножения, причем выход блока задания физико-химических параметров подключен ко входам первого и второго сумматоров, выходы которых соединены со входами интеграторов, другими входами подключенных к выходам блока задания начальных условий, выход первого интегратора соединен с квадратором, регистрирующим блоком и третьим сумматором, выход второго интегратора соединен с регистрирующим блоком, с первым блоком умножения и с первым входом блока задания физикохнмнческпх параметров, ко второму входу кочоторого подключен выход второго блока умножения, входом соединенного с первым выходом чствертого сумматора, второй выход четвертого сумматора соединен с третьим выходом блока задания физико-химических параметров, четвертый вход которого соединен с 4 двыходом блока деления, а входы блока,деления подключены ко входу и выходу третьего сумматора, один нз входов четвертого сумматора соединен с выходом квадратора.Корректор Н. Учакина Редактор Б. Нанкина Подписное Изд. М 1066 Тирагк Зо Ц 11 ИИПИ Государственного комитета Совет Мгппстров СССР по делам изобретений и откртий Москва, Ж, Раугнская паб., д. 4 я."аказ 987 Оол. Тип, Костромского управлипя издательстгп полигргфии и книжной торговли