一種新型膜片鉗放大器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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(jī)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(dú)作為小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采集和顯示，也可以通過紅外方式和PC機(jī)進(jìn)行通訊。

關(guān)鍵詞：    離子通道電流；電阻電容補(bǔ)償；膜片鉗

引言

膜片鉗是細(xì)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(xiàng)技術(shù)已可用于很多細(xì)胞系的研究。目前，細(xì)胞膜離子通道的研究已經(jīng)應(yīng)用到了各種疾病的診斷治療、藥物作用、環(huán)境對細(xì)胞膜離子通道的影響以及經(jīng)絡(luò)研究等多個(gè)領(lǐng)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(jì)算機(jī)上安裝數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)信號的采集，并在PC機(jī)安裝專用的軟件實(shí)現(xiàn)快慢電容和串聯(lián)電阻補(bǔ)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(jià)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(jī)直接相連，所以PC機(jī)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(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分，下位機(jī)是一個(gè)單片機(jī)為控制核心的采集系統(tǒng)，可以單獨(dú)工作完成微電流信號的采集、放大、電容和電阻的補(bǔ)償以及波形的顯示和數(shù)據(jù)的存儲。另外下位機(jī)還可以和上位機(jī)進(jìn)行通訊，通訊是采用紅外傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)的，用串口驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通訊。上位機(jī)主要完成把下位機(jī)傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行處理和分析。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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