камера для электрофизиологических исследований рецептирующих эпителиев

Формула изобретения

Камера для электрофизиологических исследований рецептирующего эпителия, содержащая корпус с основанием и полостью для физиологического раствора, расположенный в ней выступ с манжетой для фиксации исследуемого эпителия, электроды и крышку корпуса со световым окном, отличающаяся тем, что один из электродов представляет собой жидкостный стеклянный микроэлектрод, установленный в держателе на крышке с возможностью угловых поворотов и перемещения вдоль его оси для ввода этого электрода в клетки эпителия, при этом выступ выполнен с возможностью его вертикального перемещения для регулирования зазора между ним и корпусом и снабжен каналом, в котором размещается световод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается аппаратуры для научных электрофизиологических исследований и может использоваться для изучения рецептирующих эпителиев в биологии, биофизике, медицине, а также для изучения действия лекарственных препаратов и биологически активных веществ на эпителии и отдельные клетки.

Известна камера исследования образцов сетчатки лягушки (далее камера) (Temperature-dependence of rod photoresponses from the aspartate-treated retina of the frog (Rana temporaria) K. Donner et al, Acta Physiol, 1988, 134, 535-541), состоящая из основания с выступом, на который укладывается биологический объект, и корпуса, герметично установленного на основании, который снабжен каналами для подачи перфузируемого раствора и отверстием для прохода светового стимула, подаваемого с помощью зеркала и конденсорной линзы. В отверстии корпуса установлена манжета для прижатия объекта к выступу основания. Кроме того, в основании и корпусе имеются каналы с микроэлектродами, обеспечивающими соединение с дифференциальным усилителем для экстраклеточной регистрации электрической активности. Основание и корпус размещены в боксе, в крышке которого имеется окно для прохождения светового стимула.

Однако известная камера обладает существенными недостатками:

1) конструкция камеры рассчитана на исследования только с экстраклеточным отведением, применение же стеклянного жидкостного микроэлектрода с отведением от отдельной клетки или фрагмента невозможно;

2) система световой стимуляции с применением зеркала и конденсорной линзы весьма громоздка и требует расположения камеры в светозащитном боксе;

3) трудно обеспечить надежное прижатие биологического объекта к выступу и одновременное обеспечение герметичности по стыку основание - корпус. Очень мягкая манжета не обеспечивает надежного крепления, более твердая требует очень тщательной подгонки размера высоты корпуса, либо повреждает объект по стыку.

Технический результат изобретения заключается в возможности использования камеры при различных методах отведения потенциала от любых рецептирующих эпителиев, в том числе с помощью стеклянного жидкостного микроэлектрода с отведением потенциала от отдельной клетки или фрагмента, а также легкое закрепление эпителия без повреждений и обеспечение более простой и надежной подачи светового импульса.

Этот результат достигается тем, что в камере для электрофизиологических исследований рецептирующего эпителия, содержащей корпус с основанием и полостью для физиологического раствора, расположенный в ней выступ с манжетой для фиксации исследуемого эпителия, электроды и крышку корпуса со световым окном, согласно изобретению один из электродов представляет собой жидкостный стеклянный микроэлектрод, установленный в держателе на крышке с возможностью угловых поворотов и перемещения вдоль его оси для ввода этого электрода в клетки эпителия, при этом выступ выполнен с возможностью его вертикального перемещения для регулирования зазора между ним и корпусом и снабжен каналом, в котором размещается световод.

На фиг. 1 изображен общий вид камеры;

на фиг. 2 - место крепления объекта (в увеличенном масштабе);

на фиг. 3 - сферический шарнир с резьбовой направляющей, несущий держатель микроэлектрода.

Камера для электрофизиологических исследований рецептирующих эпителиев состоит из следующих основных частей: основания 1, выступа 2 для размещения биологического объекта 3, манжеты 4 для крепления последнего, корпуса 5, установленного в основании 1, крышки 6, установленной на корпусе 5 со световым окном 7, сферического шарнира 8, укрепленного гайкой 9 в крышке 6, резьбовой направляющей 10, перемещающейся в сферическом шарнире 8 и несущей жидкостный стеклянный микроэлектрод 11, который удерживается в направляющей 10 с помощью цанги 12, эластичной прокладки 13 и гайки 14.

Микроэлектрод 11 с помощью контактов 15 и 16, прижимаемых друг к другу гайкой 17, соединяется с одним из входов внешнего дифференциального усилителя 18. Кроме того, на крышке выполнены вводы, состоящие из гайки 19 и эластичной прокладки 20, для подачи внутрь камеры аплицирующих или перфузионных растворов или газов. Аналогичные резьбовые вводы 21 под штуцеры и каналы 22 имеются на основании 1 и на корпусе 5. Один из резьбовых вводов 21 на основании используется для установки индифферентного электрода 23 для подключения ко второму входу дифференциального усилителя 18. Выступ 2 на резьбе ввернут в основание 1 и снабжен каналом, в котором герметично установлен световод 24. Камера может быть установлена на подставке 25 с размещенным в ней световодным волоконным кабелем 26, контактирующим со световодом 24.

Работа с камерой производится следующим образом.

После выделения биологического объекта, его подготовки и определения размера по толщине с помощью полимерной пленки такой же толщины как объект, уложенной на верхнюю часть выступа 2 с манжетой 4, подгоняется зазор между корпусом 5 и выступом 2 за счет его поворота в резьбе основания 1. Затем в основание 1 устанавливаются штуцеры и индифферентный электрод 23 в резьбовые отверстия 21, заливается физиологический раствор, на поверхность выступа 2 укладывается биологический объект 3 и устанавливается корпус 5. Предварительная установка зазора между корпусом 5 и выступом 2 обеспечивает надежное закрепление объекта без повреждений. В резьбовую направляющую 10 вставляется жидкостный стеклянный микроэлектрод 11 и зажимается гайкой 14 и цангой 12 через эластичную манжету 13. Резьбовая направляющая 10 и сферический шарнир 8 устанавливаются в положение, при котором при установке крышки 6 микроэлектрод 11 не касается биологического объекта 3. Затем крышка 6 устанавливается на корпусе 5, а вся камера размещается на подставке 24 и устанавливается под стереомикроскоп световым отверстием 7. Под микроскопом с помощью резьбовой направляющей 10 и сферического шарнира 8 при ослаблении гайки 9 кончик микроэлектрода 11 устанавливается в нужной точке биологического объекта 3, после чего резьбовая направляющая 10 и сферический шарнир 8 закрепляются гайкой 9. После этих операций в микроэлектрод вводится контакт 15, заканчивающийся в виде витка спирали, затем устанавливается контакт 16 и их прижатие обеспечивается гайкой 17. Штырь контакта 16 соединяется с одним из входов внешнего дифференциального усилителя. Затем через прокладку 20 вводятся пластиковые трубочки для подачи перфузируемых или аплицирующих растворов к объекту исследования и зажимаются гайкой 19.

При необходимости термостатирования камера устанавливается на термостатируемый столик. Камера готова к эксперименту.

После этого, подавая стимулы через пластиковые трубочки, закрепленные в крышке с помощью гайки 19 и эластичной прокладки 20, на поверхность биологического объекта 3 снимают электрическую активность и судят по ней о действии того или иного биологически активного вещества. В случае использования сетчатки подают световые стимулы от источника света через волоконно-оптический жгут 26 и световод 24, а световое окно 7 закрывают светонепроницаемой крышкой. Таким образом, камера обеспечивает возможность проведения электрофизиологических исследований любых рецептирующих эпителиев.