Устройство для измерения электрических параметров биологических мембран

11878253 Союз Советских Социалистических Республикб 1) Дополнительное к авт, саид-ву -22) Заявлено 04.02.80 (21) 2878052/28-13присоединением заявки -23) Приоритет -43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень445) Дата опубликования описания 07.11.8 51) М.Кл.з А 61 В 5/00 сударственнын комите СССР е делам изобретений(72) Авторы изобретени син и А. В. Лазарев И. Поротиков,1) Заявител Научно-исследовательскии институтг. биологическим испытаниям химических соединен М .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРО БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН 2 ния является уменьшевления фиксированного огической мембране, я поставленной цели мерения электрических Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в диагностических целях при биологических исследованиях.11 звестно устройство для измерения электрических параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, усилитель, регистратор тока и потенциала, генератор силовых импульсов, генерагор частоты модуляции, переключатель режимов, причем индифферентный электрод через измеритель тока соединен с регистратором тока, потенциальный электрод через усилитель соединен с регистратором потенциала, генератор ча. стоты модуляции через переключатель ре. жимов соединен с токовым электродом 11,Однако известное устройство не обеспечивает необходимую скорость нарастания потенциала на биологической мембране, например, при измерении быстрых натриевых токов на теплокровных, и надежной фиксации потенциала на гладких мышцах.Целью изобретение времени устанопотенциала на биолДля достижениустройства для из параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, усилитель; регистраторы тока и потенциала, генера тор опорных импульсов, генератор частоты модуляции, переключатель режимов, причем индифферентный электрод через измеритель тока соединен с регистратором тока, потенциальный электрод через усили тель соединен с регистратором потенциала, тенератор частоты модуляции через переключатель режимов соединен с токовым электродом, дополнительно имеет компаратор, бифазный модулятор, генера тор импульсов частоты модуляции и дваканала формирования управляющих сигналов, каждый из которых включает фазовый разделитель, фильтр, детектор и электронный коммутатор, соединенные по следовательно, а также источники постоянного напряжения, отрицательной и положительной полярности, соединенные с элек тронными коммутаторами, при этом выход электронного коммутатора каждого из ка налов формирования управляющих сигналов через переключатель режимов соединен с токовым электродом, один из входов фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов со единен с выходом генератора импульсов5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 частоты модуляции, выход последнеготакже соединен с бифазным модулятором,кроме того, входы компаратора соединеныс выходами усилителя и генератора опорных импульсов, выход компаратора черезбифазный модулятор соединен с вторымвходом фазового разделителя каждого изканалов формирования управляющих сиг.налов.Нд:ертеже изображено устройство дляизмерения электрических параметров бпологичссгпх мембран,Устройство содержит ячейку 1 с потенциальным, токовым и индпф,. ерептнымэлектродами 2, 8, 4, усилитель 5, раоотающий в режиме повторителя потенциала,регистратор б тока, регистоатор 7 потенциала, измеритель 8 тока, генератор 9серии опорных импульсов, включающийделитель 10, соединенный с генератором11 импульсов управления, генератор 12импульсов тока, переключатель 18 режима, компаратор 14, бифазный модулятор 15, генератор 1 б импульсов частоты модуляции, а также два каналаформирования управляющих сигналов,включающие последовательно соединенныефазовые разделители 17, 18, фильтры 19,20, детекторы 21, 22 и электронные коммутаторы 28, 24, источники 25, 2 б постоянного напряжения соответственно положительной и отрицательной полярности,В режиме фиксации потенциала (переключатель 18 режима в положении А)при включении генератора 9 опорных импульсов на один из входов компаратора14 поступдст опорное напряжение Упревышающее во время заряда емкостимембраны напряжение Р, подаваемое смембраны через усилитель 5 па второйвход компдратора. Компаратор 14 вычисляет разность опорного сигнала и сигналас мембраны.При 11,) У, выходное напряжениекомпаратора 14 поступает на один из входов бнфазного модулятора 15. На другойего вход поступают импульсы модулирующей частоты с генератора 1 б импульсовчастоты модуляции, причем частоту импульсов выбирают высокой, так что вв промежутке времени нарастания фиксированного потенциала на мембране укладывается не менее 10 - 20 импульсовмодулирующей частоты,Нд выходе бифазного модулятора 15импульсы модулирующей частоты различны по фазе на 180 в зависимости от полярности сигнала, поданного па его вход,Например, если сигнал на входе бифазного модулятора 5, соединенного с выходомкомпаратора 14, положителен, то фазамодулпрующего напряжения нд его т ыходе0. С выхода бнфазного модулятора 15и мпульсы модулирующей частоты поступдют на входы двух фазовых разделителей 7 и 18, один из которых пропускает снтндл с фазой 0, а другой - 180.Если Г,) 11, на выходе бифазного модулятора 15 будет сигнал с фазой 0. Он пройдет через фазовый разделитель 17, фильтр 19 и детектор 21. Сигнал, выделенный на нагрузке детектора 21, открывает электронный коммутатор 28, в результате чего выходное напряжение источника 25 постоянного напряжения положительной полярности будет прнложено к биологической мембране посредством токового электрода 8, имеющего сопротивление Я,.Если на входах компаратора 14 сигнал с мембраны Убудет превышать напряжение опорного генератора У(У.( 1;.), то соответственно на выходе бифазного модулятора 15 будут импульсы модулирующей частоты с фазой 180, Сигнал проходит через фазовый разделитель 18, фильтр 20, детектор 22 и открывает электронный коммутатор 24, В этом случае к меморане прилокено выходное напряжение источника 2 б постоянного напряжения отрицательной полярности.Если сигналы на входах компаратора отличаются менее, чем на заданную величину ЛГ, на выходе бифазного модулятора 15 сигнал отсутствует, фазовые разделители 17, 18 закрыты, а следовательно н напряжение на входах электронных коммутаторов 23, 24 отсутствует, и они закрыты.Кдк только потенциал на мембране изменится на величину ЛУ в любую сторону, введенные блоки вновь начинают выраба тывать управляющий сигнал, который открьвает один из электронных коммутатором 28 или 24, тем самым поддерживая напряжение на мембране равнымУ=У+ ЛКВеличину ЛУ выбирают из условий требуемой точности поддержания фиксированного потенциала на мембране в пределах 0,5 - 2 Оо от У,.Устройство для измерения электрических параметров биологических мембран позволяет снизить в 3 - 7 раз время установления фиксированного потенциала на биологической мембране.Ф ор мула изоб ретенияУстройство для измерения электрических параметров биологических мембран, содержащее ячейку с потенциальным, токовым и индифферентным электродами, усилитель, регистраторы тока и потенциа ла, генератор опорных импульсов, генератор частоты модуляции, переключатель режимов, причем индифферентный электрод через измеритель тока соединен с регистра. тором тока, потенциальный электрод через усилитель соединен с регистратором по878253 Составитель В. КотеневаТехред А. Галахова Корректор И. Осиновская Редактор П, Горькова Заказ 1328/1027 Изд. Ме 549 Тираж 694 Подписное1-1 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент тенциала, генератор частоты модуляции через переключатель режимов соединен с токовым электродом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени установления фиксированного потенциала на биологической мембране, оно имеет компаратор, биофазный модулятор, тенератор импульсов частоты модуляции и два канала формирования управляющих сигналов, каждый из которых включает фазовый разделитель, фильтр, детектор и электронный коммутатор, соединенные последовательно, а также источники постоянно- ного напряжения отрицательной и положительной полярности, соединенные с электронными коммутаторами, при этом выход электронного коммутатора каждого из каналов формирования управляющих сигналов через переключатель режимов соединен с токовым электродом, один из входов фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов соединен с выходом генератора 5 импульсов частоты модуляции, выход последнего соединен также с бифазным моду.лятором, кроме того, входы компаратора соединены с выходами усилителя и генератора опорных импульсов, выход компаО ратора через бифазный модулятор соединен с вторым входом фазового разделителя каждого из каналов формирования управляющих сигналов. 15 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР586899, кл. А 61 В 5/04, 1976,