Устройство для микроэлектрофоретического исследования клеток

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 200777 (21) 2509481/28-13с присоединением заявки Йо 2882915/28-13(23) ПриоритетОпубликовано 303881. Бюллетень Мо 32Дата опубликования описания 300881 р 1)м ( 3 А 61 В 5/05 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.Н. Кожечкин, Г,Н. Б В.К Специальное конструкторское бюроприборостроения АН СССР и ИнститАМН СССР(71) Заяви 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКО ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК в различных н ных фсостояниях.Цель изобретения - обеспечениеисследования эффективности действиябиологически активных веществ приразличных функциональных состоянияхклетки.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для микроэлектрофоретического исследования клетоксодержащее многоканальный микроэлектрод, индифферентный электрод, формирователь электрофоретического тока, соединенный с рядом каналов микроэлектродов, согласующую схему, соединенную через усилитель с одним изканалов микроэлектрода и регистрирующий прибор, введены последовательно соединенные блок вычислений и управления, задатчик и схема сравнения,причем второй вход сравнения соединен с выходом согласующей схемы, аблок вычислений и управления соединен с формирователем электрофоретического тока и регистрирующим прибором,ачаль ункциональных с При этом трода, соед но установле форетическо Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам дляцитологических исследований и может быть использовано при направлен-с ном поиске биологически активных веществ, при исследовании клеточных мембран, а также в фармакологии при создании новых лекарственных средств.Известно устройство для микроэлек трофоретического исследования клеток, которое содержит многоканальный электрод, первый канал которого служит для отведения потенциала действия клетки-мишени, а остальные - для микроэлектрофоретического подведения и следуемых биологически активных веществ, каналы соединены соответственно с последовательно включенными усилителями и согласующей схемой и первым формирователем электрофоретичес кого тока, а также индифферентны электрод, соединенный с общим проводом и регистрирующий прибор 1Недостатком известного устройства является то, что измерения эффективности биологически активных веществ сопровождаются большими погрешностями и характеризуются плохой воспроизводимостью результата, так как при измерениях клетка-мишень находится 3 исло каналов микроэлекенных через дополнитель ные формирователи электр тока с блоком вычисленийи управления, выбирают по числувоздействующих биологически активныхвеществ.На чертеже изображена структурная схема устройства для микроэлект,рофоретического исследования клеток.Устройство содержит многоканальный микроэлектрод, например семиканальный, и индифферентный электрод1, соединенный с общим приводом.Перный канал 2 микроэлектрода 1соединен с перным выходом блока 3вычислений и управления через Формирователь 4 компенсирующего тока.Второй канал 5 микроэлектрода соединен со вторым выходом блока 3 черезвторой формирователь б злектрофорет;ческого тока химического агента возбуждающего типа, например глютанатанатрия, Третий канал 7 микроэлектрода соединен с третьим выходом блока3 через третий формирователь 8 электроОфоретического тока химического агентаугнетающего действия, например Я-аминомасляной кислоты. Четвертый канал9 микроэлектрода, который используется для отведйния потенциалов действия, дчерез последовательно включенный уси-литель 10, согласующую схему 11,первый вход схемы 12 сравнения соединен со нходом блока 3. Второй входсхемы 12 сравнения соединен с задатчиком 13 функционального состоянияклетки-мишени (частоты потенциаловдействия .нервной клетки). Требуемыйуровень стабильного функциональногосостояния объекта можно устанавливать на задатчике 13 как вручнуюоператором, так и по сигналам управления с четвертого выхода блока 3.Пятый, шестой и седьмой каналы14, 35 и 1 б микроэлектрода соединеныс выходом первого формирователя 17 4 Оэлектрофоретических токов исследуемых биологически активных веществ,вход которого соединен с пятым выходом блока 3. Шестой выход блока 3и выход усилителя 10 соединены совходами регистрирующего прибора 18.Устройство работает следующимобразом.Каналы микроэлектрода заполняются различными веществами: первый канал 2 - веществом, ионы которогоне обладают биологическим действием;второй канал - 5 - глютанатом натрия;третий канал 7 - - аминомаслянойкислотой; каналы 5-7 - исследуемымивеществами. Многоканальный микроэлектрод уводят, например, в требуемыйучасток мозга препарированного животного. Процесс ввода контролируетсяпо четвертому каналу 9 микроэлектрода. Для этого отводимый этим каналом Япотенциал действия нервной клеткиусиливается усилителем 10 и подается на регистрирующий прибор 18.После окончания процесса вводамикроэлектрода осуществляется стаби 65 лизация Функционального состояния нервной клетки-мишени следующим об. разом.Схема 11 согласования Формирует прямоугольные импульсы с частотой следования потенциалов действия, которые подаются на схему 12 сравнения. На второй вход схемы 12 сравнения подается сигнал установки от задатчика 13. Величина уставки задается оператором. Схема 12 сравнения Формирует коды, пропорциональные отклонению частоты потенциалов действия клетки от заданной, которые поступают наблок 3 вычислений и управления, Блок3 вырабатывает код регулирующего ноздействия; который подается на Формирователь б форетического тока химического агента возбуждающего типа, если начальная частота потенциалов действия клетки ниже заданной и наформирователь 8 ионофоретического тока химического агента угнетающего типа, если начальная частота потенциалов действия клетки выше заданной. Формирователи б и 8 вырабатывают токи, пропорциональные коду регулирующего воздействия блока 3.В результате действия химических агентов частота потенциалов действия клетки устанавливается на заданном уровне, Начальное значение Форетического тока (кода регулирующего воздействия) формирователей б или 8 служит началом шкалы отсчета активности угнетающих биологически активных вещестн.Начальное значение одного из токовпо выбору оператора может поддержинаться блоком 3 на требуемом уровне одновременным воздействием на Формирователи б и 8 в соответствии со значением уставки задатчика 13. Послестабилизации Функционального состояния клетки (при этом схема 12 сравнения выдает нулевые коды) блок 3 ныдает код величины воздействия (код дозы) на Формирователь 17 электрофоретических токов исследуемых биологически активных веществ, который Формирует ток заданной величины по одному из каналов 14, 15 или 16 микроэлектрода в соответствии с программой исследования, В результате действия биологически активного вещества частота потенциалов действия клетки отклоняется от заданной. Схема 12 сравнения выдает код этого отклонения, по которому блок 3 вырабатывает новый код регулирующего воздействия на второй или третий формирователи б или 8 (н зависимости от знака отклонения) и возвращает клетку на заданный уровень активности. Изменение величины кода регулирующего воздействия блока 3 служит показателем эффекта воздействия заданной дозы биологически актинного вещества, По сигналам блока 3 на регистрирую858772 Формула изобретения Заказ 7392/10 Тираж б 87 Подписное тент", г. Ужгород, ул. Проектная лнал П щем приборе 18 отмечается точка граФика "доза - эффект".Задав блоку 3 программу изменения кода-дозы, аналогично описанному,можно получить на регистрирующем приборе полный график "доза - эффект", вещества, содержащегося в канале 14, а также семейство графиков, проведя измерения активности веществ, содержащихся в каналах 15 и 16 микро- электрода. Задав блоку 3 дополнительно программу изменения уровня стабиль 40 ного Функционального состояния биологического объекта и проведя измерения аналогично описанному при различных уровнях стабильного функциональ ного состояния, можно получить семейство графиков "доза - эффект"., характеризующих эффективность биологически активного вещества при разном Функциональном состоянии клетки2 ОТаким образом, устройство обеспечивает проведение .исследования эфФективности действия биологически активных веществ при различных Функциональных состояниях клетки. 1. Устройство для микроэлектрофоретического исследования клеток, ЗО содержащее многоканальный микроэлек-трод, индифферентый электрод, формирователь электрофоретического тока, соединенный с рядом каналов микроэлектродов, согласующую схему, соединенную через усилитель с одним изканалов микроэлектрода и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с ятем,что, с целью исследования эффективности действия биологически активных веществ при различных функциональных состояниях клетки, в неговведены последовательно соединенныеблок вычисленийи управления, эадатчик и схема сравнения, причем второйвход схемы сравнения соединен с выходом согласующей схемы, а блок вычислений и управления соединен с формирователем электрофоретического токаи регистрирующим прибором.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что число каналов мнкроэлектрода, соединенныхчерез дополнительно установленныеФормирователи электрофоретическоготока с блоком вычислений и управления,выбирают по числу воздействующих биологически активных веществ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кружевич К. Микроинтофорез