Устройство для введения микроэлектрода в клетку биологического объекта

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при измерении биопотенциала клетки биообъекта. Цель изобретения - снижение травматичности клетки при произвольной ориентации устройства и поступательном перемещении микроэлектрода в двух противоположных направлениях. Устройство содержит держатель микроэлектрода, жестко закрепленный на держателе электромагнитный толкатель с подпружиненным якорем и обеспечивает быстрое двунаправленное скачкообразное перемещение микроэлектрода без боковых вибраций, что уменьшает степень травматизации клеток, позволяет получать более устойчивую регистрацию биопотенциалов и вводить в живые клетки толстые микроэлектроды. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 В 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4652402/14 (22) 03.01.89 (46) 15.07.91, Бюл. N. 26 (71) Ленинградский государственный университет (72) В.Л. Журавлев, М.Ю. Инюшин, И.В, Кийко и И,И. Степанов (53) 615,475(088.8) (56) Guticrrez О., Salinas R. А simple device to

aid Impalement of alls using conventional

microelectrode drives. Physiology and

8ehavler, 1984, v. 32, t4 6, р. 1033 — 1035. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОДА B КЛЕТКУ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при изИзобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для исследования биопотенциалов клеток человека и животных без разрушения этих клеток.

Цель изобретения — снижение травматичности клетки при произвольной ориентации устройства и поступательном перемещении микроэлектрода в двух противоположных направлениях.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2- схема питания обмотки; на фиг. 3 — схема формирователя.

Устройство содержит микроманипулятор 1, на котором расположены центрирующие стойки для держателя микроэлектрода

2, прижимную пружинную скобу 3 держателя C регулировочным винтом 4, жестко закрепленный на держателе

„„, Ж „„1662492 А1 мерении биопотенциала клетки биообъекта, Цель изобретения — снижение травматичности клетки при произвольной ориентации устройства и поступательном перемещении микроэлектрода в двух противоположных направлениях. Устройство содержит держатель микроэлектрода, жестко закрепленный на держателе электромагнитный толкатель с подпружиненным якорем и обеспечивает быстрое двунаправленное скачкообразное перемещение микроэлектрода без боковых вибраций, что уменьшает степень травматиэации клеток, позволяет получать более устойчивую регистрацию биопотенциалов и вводить в живые клетки толстые микроэлектроды. 3 ил. электромагнитный толкатель 5, содержащий обмотку 6 и подпружиненный якорь 7. микроэлектрод 8.

Устройство работает следующим образом.

При подаче импульса тока на обмотку 6 электромагнитного привода 5 подпружиненный якорь 7 втягивается в обмотку 6, затем выталкивается пружиной и ударяет по держателю микроэлектрода 2 или, в зависимости от взаимного расположения пружины и якоря, по корпусу электромагнитного привода 5. При этом держатель микроэлектрода

2 вместе с электромагнитным приводом 5 и микроэлектродом 8 быстро проскальзывают на определенное расстояние. Устройство обеспечивает направленное перемещение электрода при любой ориентации в про1662492 странстве. Величина смещениия устанавливается прижимной пружинной скобой 3 с помощью регулировочного винта 4, а также за счет регулировки мощности импульса тока в обмотке электромагнитного толкателя.

Одинаковое смещение держателя микроэлектрода на один импульс тока можно получить при разных силах прижима держателя и мощности импульса в обмотке толкателя. Чем больше сила прижима, тем при той же величине одиночного смещения больше ускорение держателя и тем эффективнее прокалывается соединительно-тканная оболочка перед клеткой, Оптимальное соотношение между силой прижима держателя и мощностью импульса тока в обмотке толкателя для каждого типа биологической ткани подбирается экспериментально, В конкретном устройстве величина одиночного смещения регулируется в пределах 0-100 мкм при силе трения между держателем микроэлектрода и центрирующими стойками микроманипулятора-2Н.

Изменить направление смещения держателя микроэлектрода можно перестановкой якоря и пружины в электромагнитном толкателе. Кроме того, направление перемещения держателя микроэлектрода 2 зависит от особенностей схемы формирователя импульсов тока в обмотке 6 электромагнитного привода 5; На фиг. 2 и 3 приведены две схемы формирователей импульсов тока.

Схема транзисторного формирователя прямоугольных импульсов тока работает следующим образом.

Транзистор VT1 работает в ключевом режиме. Регулировка мощности импульса производится за счет изменения длительности управляющего импульса. Диапазон длительностей управляющих импульсов определяется экспериментально и в изготовленных устройствах составляет 0,2 — 5 мс.

Обмотка электромагнитного толкателя включена в коллекторную цепь VT1, Резистор 3 служит для защиты транзистора VT1 от повреждения при случайном закорачивании обмотки толкателя.

На фиг. 3 показана схема формирователя коротких импульсов тока, выполненная на тиристоре ЧД2. При замыкании пусковой кнопки тиристор открывается, и емкости

C2+C3 разряжаются через обмотку электромагнитного толкателя.

При использовании формирователей импульсов тока, выполненных по этим двум схемам, обнаружено, что направление смещения держателя микроэлектрода 2 зависит от того, какой формирователь подключен к электромагнитному приводу, Формирователь, выполненный по фиг. 2, вызывает смещение держателя микроэлектрода и закрепленного на нем электромагнитного привода в направлении удара подпружиненного якоря 7. Если подключить к устройству формирователь по фиг. 3, держатель микроэлектрода вместе с электромагнит10 -ным приводом смещаются в противоположном направлении. Указанные направления смещения не зависят от ориентации устройства в пространстве.

Закрепление электромагнитного толкателя непосредственно на держателе микроэлектрода позволяет сразу получить поступательное движение инструмента без боковых вибраций с большой скоростью, Причем эта скорость регулируется силой прижимной пружины. Также регулируется величина поступательного движения на один управляющий импульс тока (в базовом объекте величина шага не регулируется). Устройство для введения микроэлектрода в клетку обеспечивает эффективный прокол клетки микроэлектродом независимо от конкретных размеров устройства. Оно может закрепляться при необходимости непосредственно на исследуемом объекте.

Устройство обеспечивает направленное поступательное перемещение держателя микроэлектрода при любой ориентации в пространстве и регулировку величины одиночного шага в широких пределах. В совокупности все это позволяет уменьшить степень травматизации клетки микроэлектродом и обеспечивает получение более.устойчивого сигнала от биологического объекта.

Формула изобретения

Устройство для введения микроэлектрода в клетку биологического объекта, содержащее микроманипулятор с центрирующими стойками, в которых размещен держатель микроэлектрода, и привод, выполненный в виде электромагнитной обмотки и подвижного якоря, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения травматичности клетки при произвольной ориентации устройства и поступательном перемещении микроэлектрода в двух противоположных направлениях, электромагнитная обмотка привода установлена неподвижно на держателе микроэлектрода, соединенном с микроманипулятором прижимной пружинной скобой, при этом якорь привода выполнен подпружиненным;

1662492

Фиг.7

16б2492

УЭ1 С7 Я7

Составитель B.Hàçàðîâà

Редактор И. Касарда Техред М,Моргентал Корректор M.Kó÷åðÿâàÿ

Заказ 2211 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101