Стеклянный микроэлектрод

Предложение относится к медицинской технике, конкретно к нейрофизиологии и может быть использовано при изучении электрофизиологических процессов в нервных тканях мозга.

Стеклянный микроэлектрод, выполненный в виде стеклянной трубки, с водным раствором NaCl заполнен концентрированным водным раствором 1 М NaCl на агар-агаре.

При таком заполнении стеклянных микроэлектродов их основные электрические характеристики (сопротивление, емкость) сохраняются при длительных экспериментах до 12-16 часов, не вносят погрешности в измерения биоэлектрических сигналов, особо малых величин.

Предложение относится к медицинской технике.

Известны стеклянные микроэлектроды (1), заполненные концентрированным раствором соли NaCl, используемые для регистрации биоэлектрических сигналов нервных клеток.

Известен также электрод для измерения рН, состоящий из стеклянной трубки, к торцу которой припаяна мембрана из электродного стекла, медный проводник, проходящий внутри другой стеклянной трубки, опущен в сильнозагущенный электролит агар-агар (2).

Недостатком известных стеклянных микроэлектродов (1) является нестабильность и ненадежность их собственных электрических параметров во времени, проявляющиеся при использовании их в экспериментах с продолжительностью более 3 часов, что обусловлено постепенным вытеканием проводящего заполнителя NaCl.

Недостатками электрода для измерения рН(2) являются его большие размеры. Так, внешний диаметр стеклянного электрода составляет 8 -9 мм, площадь контакта его рабочего торца около 75 мм². При такой площади торец электрода при контакте с микропрепаратом, например, нервных клеток перекроет и механически травмирует одномоментно десятки тысяч клеток, относящихся к разным функциональным группам мозга и не позволит регистрировать активность определенных одиночных клеток.

При герметизации стеклом торца электрода его входное сопротивление повышается настолько, что не позволяет отводить биоэлектрическую активность клеток даже суммарную от всей перекрытой площади, не говоря уже об активности одиночных клеток. Тогда как в прототипе (1) он равен 1,1-1,2 мм, размер нижней части стеклянного микроэлектрода, опускаемого в биообъект составляет 5-10 мкм. Такие размеры электрода для измерения рН исключает его использование при отведении биоэлектрической активности от отдельных нервных клеток.

Кроме того, нижний конец электрода для измерения рН с сильнозагущенным электролитом агар-агаром, опускаемый в раствор, герметично изолирован от внешней среды стеклом, что на порядок повышает его входное сопротивление и делает невозможным его применение для регистрации биоэлектрической активности нервных клеток. В этом случае необходимо входное сопротивление 1-5 МОм, а это возможно добиться только путем прямого контакта электропроводника - заполнения капилляра с внешней средой.

Задача - повысить стабильность и надежность электрических характеристик (сопротивление, емкость) микроэлектрода при использовании в более продолжительных

экспериментах до 12-16 часов, при сохранении микроразмеров его кончика, соразмерных с размерами исследуемых биообъектов.

Сущность предложенного стеклянного микроэлектрода, выполненного в виде стеклянной трубки, заполненной концентрированным раствором NaCl, в том, что заполнение выполнено в виде водного раствора 1 М NaCl на агар-агаре.

Преимуществами такого заполнения стеклянных микроэлектродов является простота их изготовления, длительное до 12 -16 часов сохранение стабильности основных электрических параметров микроэлектродов, не вносящих погрешности в измерения биоэлектрических сигналов, т.к. такое вещество заполнения не вытекает, является электропроводником, обеспечивает стабильность электрических характеристик (сопротивление, емкость) электрода, за счет стеклянной изоляции желеобразного электропроводника от механических помех и позволяет использовать их в чрезвычайно чувствительных экспериментах при регистрации биоэлектрических сигналов особо малых величин, например синаптических, глиальных потенциалов и клеток с амплитудой отводимого тока 10^-11 А

Литература.

1. Teyler T.J. Brain slice preparation: hippocampus// Brain Res. Bull. 1980. Vol.5. N4. P. 391-401.

2. Федотов Н.А. «Электрод для измерения рН» //Авторское свидетельство на изобретение 526815. Бюллетень 32. 1976.

Стеклянный микроэлектрод, состоящий из стеклянной трубки, заполненной водным 1М раствором NaCl, отличающийся тем, что заполнение выполнено в виде раствора NaCl на агар-агаре.