Способ определения удельной электропрочности бислойных липидных мембран с заданной удельной емкостью

ие усилиатной свявление об обе воудельвклюипид"ющийноакмембере"лем известном спость величины д,того, что вмесФди мембраны в раучаствует Фиксиротверстия, на крмируется,ль изобретенияспособа. спроизвоухудшается за о Фактическойсчетной Форованная плоотором мембрадимо счет площа муле щадь ок Це остивы то СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И Н АВТОРСНОМУ СВЩ рова(5 Й) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ БИСЛОИНЦХ ЛИПИДНЦХ МЕМБРАН С ЗАДАННОЙ УДЕЛЪНОИ ЕМКОСТЬЮ(57) Изобретение относится к медицине и может быть использовано в Фармакологии для определения удельной электропроводности бислойных ли пидных мембран с заданной удельной емкостью при определении активности На фиг,.1 показана раздельнсхема измерения проводимости икости на Фиг. 2 - совместная. ма, на Фиг. 3 - схема диФФеренного усилителя,Известен способ определенияной электропроводности мембранчающий Формирование бислойнойной мембраны, введение в окружмембрану солевой раствор мембртивного вещества-, приложение кране разности потенциалов и изние тока через мембрану усилит Удельную проводимость вычислпо Формуле 2мембранотропных веществ. Цель изоб ретения - повышение точности спосо ба, Способ включает Формирование мембраны, введение в окружающие ее растворы мембраноактивного вещества, определение отношения проводимости мембраныв, к ее емкости с и определение удельной электрппрряод ности мембраны по Формуле В=. = д с /с, где сц. - удельная емкость мембраны. 2 табл , 3 ил.Изобретение относится к биойизике, в частности к Фармакологии, и может быть использовано для измерения удельной электропроводности бислойных липидных мембран при исследовании механизма действия и оценки активности мембранотропных веществ.1739293Цель достигается тем, что в способе, включающем Формирование бислойной липидной мембраны и введение в окружающий мембрану солевой раствор мембраноактивного вещества, измеряют отношение проводимости мемб" раны ящ к ее емкости с, и определяют проводимость мембраны по Форму- ле сщ ф фс, Совместная схема измерения прово"димости и емкости,Подключают мембрану в плецо резистивно-емкостного моста. Подают намост гармоническое напряжение от генератора, причем частоту Я выби"рают таким образом, цтобы емкостная.проводимость мембраны значительноповышала активную.Сигнал разбаланса подают на дифференциальный усилитель, затем на де.,тектор и измерительный прибор (фиг.3)Балансируют мост по минимальному .показанию измерительногоприбора1Измеряют частоу генератора О и повторно. балансируют мост. Определяютвеличину сщ л ";-мимпеданс системы мембрана - электроды равен 3 й К+ тевтат + ватетаЯ с хЦс К (К+ ЙчККй 9 сИз эт ур опр делю Е/я,Схема дифференциального усилите"ля."где с- удельная емкость.Сущность изобретения заключаетсяв измерениивеличины я рСц 0 А /ауне зависящей от площади бислойнойчасти мембраны. Таким образом исключается влияние неконтролируемых ва"риаций этого параметра, ухудшающее . 20воспроизводимость измерения рд,- П р и м е р 1, Раздельная схемаизмерения проводимости и емкости,Измеряют проводимость мембранына постоянном токе с помощью усилите-. 25ля тока по Формуле 1 Овыхв К 9Кивгде К - сопротивление обратнойос 30с.вя.зи,Б ц" выходное напряжение усилителя тока,.Бв - напряжение, подаваемоена мембрану.Подключают мембрану в плечо ре. зистивно-емкостного моста, Подают, на мост. гармоническое напряжение от генератора, причем частоту выбирают. таким .сбразом, цтобы емкостная проводимость мембраны знацительно превышала активную. Сигнал разбаланса подают на дифференциальный усилитель, далее на детектор и.измерйтельный при бор (Фиг.2). Балансируют иост с помощью потенциометровК 1 и К по. ми- фф . нимальному показанию измерительного, прибора,.Емкость мембраны с, определяют пофжулеКс = с -Ьгде К,л - сопротивление потенцио"метра при балансе моста, и вели"чину я/ср/ Удельную проводимость находят поформуле д ф с (К " - К)вТатеа в 7с 1 геаае таете 1 вЯ И-Я фл К + т в тйЯаатввв 1 еаееватат8 щф 1 + 1 яс ц Для больших частот приближенноможно считать Условия баланса для действительной и мнимой цасти импеданса имеют вид"1ф)3 К УЦасгКйс "- - сК 1где Кз - сопротивление электродов.Как видно, условие баланса по емкости не зависит от частоты. Ус.- ловие баланса на частоте Ю равно1739293Дифференциальный усилитель выпол" дополнительно контролируют осциллогранен на трех операционных усилителях Фом С 1-68.серии 110 УД 6 (Фиг.3), Постоянные ре Образуют мембрану, добавляют в ка-.зисторы подобраны с точностью О,Ф, 5 честве мембраноактивного вещества .Питание операционных усилителей осу" полиеновый антибиотик леворин, переществляется от стабилизированного мешивают, измеряютстационарную происточника +9 В. водимость мембраны я какСхема обладает высокими входнымсопротивлением и коэффициентом ос" 10 Р1 Павалабления синфазного сигнала, Плата фДф К Гс дифференциальным усилителем и эле" (обозначения в тексте заявки),ментами моста с целью повышения точ-.: Включают мембрану в плечо моста,ности баланса размещена в одном эк- подают гармоническое напряжение, баранированном заземленном объеме с . 15.лансируют мост с помощью потенциисследуемым объектом (мембраной) . . ометров К; и 3(фиг.2) .до минималь-П р и м е р 2. Проверку работы,ного покаэания измерительного прибоизмерительной схемы осуществляют на ра. Находят емкость мембраны по форэлектрическом эквиваленте мембраны,представляющем собой цепочку из ем муле С С - . где С512 пф - емКю Ккость в резистивно-емкостном плечемоста. Далее находят удельную провосопротивления.,3 к м. Амплитуда измерительного напряжения 100 мВ, димость я= в -ф где С= 5 фсчастота 15,3 кГц. Указанный эквива;10 тф/см, Опыт в одинаковых услолент присоединяют,в.плечо моста, по- виях повторяют 2 раза, причем в каждают в одну из диагоналей моста гар- дом опыте определяют также 8, какмоническое . напряжение, балансируютд = дш/3, где Я - площаль отвер- .мост по минимуму напряжения в другоВ стйя.диагонали. При одноступенчатом ре Результаты даны в табл.1. (Кгулировании отношения плеч В /И по-. = 10 ф Ом).грешностьопределения с состаяйя",ет не более 2 ф, В емкостное плечо Как видно удельная проводимостьмоста включен конденсатор С = 512 мф определена ка отношение прлводимо, Отношение плеч при балансе состав- с мембраны к номинальной площади; ляет О 584 Отсюда находятс - 29 опф 3 отверстия,.сильно варьирует от опытаВсесопротивления и емкости пред- к опыту Учет фактической площадиварительно откалиброваны спомснью: мембРаны значительноуменьшает этотуниверсального цифрового вольтметраразброс. Остаточная погрешность свяВ 7-35 и моста переменного тока зана с погрешностью дозиРовки анти.П р и м е р 3 . Способ осуществля- биотика, сорбцией.его на капелькахют по мембране из .лектина и холестелипидов и т дрина. Мембрану Формируют в раствореП р и м е р 1. В тех же условиях2 И КС 1 при 23 С, Площадь отверстия, выполняют измерение по совместнойона котором Формируют мембрану, сос" схеме. На частотахО= 6,28 1 Оф ставляет 710 см; Электрический кон- (10 кГц) и О9;4210 фс "(15 кГц)такт мембраны с измерительной схемой :. при балансе моста получены значенияосуществлялся с помощью неполяризую" К ф 1611 Ом, К, 1491 Ом. Вычислещихся АдАцС 1 электродовс агаро- ние проводят по Формулевыми мостиками. Амплитуда гармлнического напряжения равна 100 м, чвс" Вщ 1,Г 1 а -тота 15,3 кГц. Напряжение постоянно-го тока 100 мВ, измерения на постоян- .отсюда= 2, 19 .10 Ом"смном токе выполняют. электрометрическим , что близко к измеренной по раздель"усилителем Ч 5-9. Выходные напряжения ной схеме.усилителя и детектора дополнительно Таким образом, предложенный споконтролируют цифровым вольтметром соб позволяет повысить воспроизвоВ 7-35, выходное напряжение дифферей-, дикостьточность измерения удельциального усилителя (переменное) . ной электропроводности мембраны,С й с ) Вариантыопыта 11378 0,371 2 36110 т0792 0,570 2,20 10 9710 ф1,13 10 Та бли ца 2 Удельная проводимость при фиксирован ной площадию Ом см Удельная проводимость сучетом пло щади бислоя,Ом смЕмкости мембра" ны С,пф Площадь мембраны, см Напряжение усилителя,мВ 1,051 10 1,09110 1,161 10 3 7010 . 5,56 10 6,16 10 1,00;1 О 2,М 10 Г Й,Обф 10 185 308 122 372 672 290:7 : 1П р и и е р,5. Произведено испы-" .тание предложенного способа с применением мембраноактивного вещества полиенового антибиотика леворина, Мембрану Формируют на отверстии в тефлоновой ячейке диаметром 0,3 мм (площадь 7 е 10 фсм) из смеси летицин - холестерин (удельная емкость 5 10Ф/см ), Окружающий солевой раствор, 1 М КС 1, температура 23 С, напряжение.на мембране 100 мВ. Ток мембраны измеряют электрометриче" ским усилителем У 5 е 9, выходное направление которой регистрируют само- писцем Н 306. Формируют мембрану и измеряют.ее стационарную проводимость по Формуле1 выхБаф аЙ ос"бПовторяют опыт еще 2 раза в тех же условиях, при одинаковой концентрации леяорина, Во всех расчетах прие менены .Б = 7 10 " см (площадь отверстия); Получают В = 6,41" х 10 4 Омсм , Рассчитывают В в тех же:условиях, но с учетом емкостимембран С.Рассчитывают удельную проводи" мость по Формуле1, Б С чуЯ аа аа а3 кц 6 С п 1 729293Получают В = 1,101 О + 0,075 .х О Омсм-. В первом случае коэффициент вариации (отношение среднеквадратичное отклонение к среднему) равно 30,И, во втором 6,94,т.е. в последнем случае уменьшаетсяразброс, повышается воспроизводи"мост ь.10 . Результаты исследований представлены в табл.2,формулаи з обретенияСпособ определения удельной элек- .тропроводности бислойных липидныхмембран с заданной удельной емкостью,включающий формирование мембраны,введение в окружающий раствор мембра.ноактивного вещества, о т л и ч а ю"щ и й с я тем, что, с целью повышее2 О ния точности способа, проводят измерение электропроводности и емкостимембраны, а удельную электропровод"ность рассчитывают по формуле где С - удельная электропровод"ность мембраны С, - электропроводность мембра"ны", с" емкость мембраны, с - заданная удельная емкостьмембраны. Та бли ца 1е е ееее аеееЕе е Зц 1ИВ Ом- см Омсм1739293 ьм юо 4 А,Козориза Саиборска Редак Тираж . " Подписное маета но язобретенянм я открнтяам Иосава, В-ЗЗ, Рауайкая наб , д, 4/5 я Прояззодственно"яздатеаъс мбянат ффПатеят Заказ 2000ВНИИПИ Государстзенног13035 Риг 5. виксель С.Рябов ехред А.Крввчук Коррек ЕФеееаьеавеааееаеав