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現采集和顯示，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發明了膜片鉗技術。1980年以來此項技術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應用到了各種疾病的診斷治療、藥物作用、環境對細胞膜離子通道的影響以及經絡研究等多個領域。因此，作為其測量工具的膜片鉗技術也就得到了越來越多的重視。已有的產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現信號的采集，并在PC機安裝專用的軟件實現快慢電容和串聯電阻補償的調節以及采集到的電流信號的顯示。不過這些產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，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行通訊，通訊是采用紅外傳輸的方式實現的，用串口驅動紅外發射器實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行處理和分析。

系統結構

為了實現信號的采集、顯示以及傳輸，系統具有以下的幾個基本功能：