一種新型膜片鉗放大器系統(tǒng)的設計

摘要：    為降低成本和解決現(xiàn)有膜片鉗放大器系統(tǒng)中PC機的干擾問題，研究了一種新型的膜片鉗放大器系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可以單獨作為小系統(tǒng)實現(xiàn)采集和顯示，也可以通過紅外方式和PC機進行通訊。

關鍵詞：    離子通道電流；電阻電容補償；膜片鉗

引言

膜片鉗是細胞膜離子通道電流檢測的重要工具。1976年Neher和Sakmann發(fā)明了膜片鉗技術(shù)。1980年以來此項技術(shù)已可用于很多細胞系的研究。目前，細胞膜離子通道的研究已經(jīng)應用到了各種疾病的診斷治療、藥物作用、環(huán)境對細胞膜離子通道的影響以及經(jīng)絡研究等多個領域。因此，作為其測量工具的膜片鉗技術(shù)也就得到了越來越多的重視。已有的產(chǎn)品基本上都是由前部的模擬電路完成電流信號的采集、轉(zhuǎn)換和放大，在計算機上安裝數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)信號的采集，并在PC機安裝專用的軟件實現(xiàn)快慢電容和串聯(lián)電阻補償?shù)恼{(diào)節(jié)以及采集到的電流信號的顯示。不過這些產(chǎn)品的膜片鉗放大器部分的體積都比較大，價格也比較昂貴，一般在幾萬到幾十萬之間，更重要的是，由于模擬采集系統(tǒng)和PC機直接相連，所以PC機帶來的干擾非常大。

為了解決上述問題，我們研究了一種新型的膜片鉗放大器。本系統(tǒng)分為上位機和下位機兩個部分，下位機是一個單片機為控制核心的采集系統(tǒng)，可以單獨工作完成微電流信號的采集、放大、電容和電阻的補償以及波形的顯示和數(shù)據(jù)的存儲。另外下位機還可以和上位機進行通訊，通訊是采用紅外傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)的，用串口驅(qū)動紅外發(fā)射器實現(xiàn)上位機和下位機的通訊。上位機主要完成把下位機傳輸?shù)男盘栠M行處理和分析。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)信號的采集、顯示以及傳輸，系統(tǒng)具有以下的幾個基本功能：