一種新型膜片鉗放大器系統的設計

摘要：    為降低成本和解決現有膜片鉗放大器系統中PC機的干擾問(wèn)題，研究了一種新型的膜片鉗放大器系統。該系統既可以單獨作為小系統實(shí)現采集和顯示，也可以通過(guò)紅外方式和PC機進(jìn)行通訊。

關(guān)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(lái)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(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(lái)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、轉換和放大，在計算機上安裝數據采集卡實(shí)現信號的采集，并在PC機安裝專(zhuān)用的軟件實(shí)現快慢電容和串聯(lián)電阻補償的調節以及采集到的電流信號的顯示。不過(guò)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(wàn)到幾十萬(wàn)之間，更重要的是，由于模擬采集系統和PC機直接相連，所以PC機帶來(lái)的干擾非常大。

為了解決上述問(wèn)題，我們研究了一種新型的膜片鉗放大器。本系統分為上位機和下位機兩個(gè)部分，下位機是一個(gè)單片機為控制核心的采集系統，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據的存儲。另外下位機還可以和上位機進(jìn)行通訊，通訊是采用紅外傳輸的方式實(shí)現的，用串口驅動(dòng)紅外發(fā)射器實(shí)現上位機和下位機的通訊。上位機主要完成把下位機傳輸的信號進(jìn)行處理和分析。

系統結構

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