Способ фиксации исследуемых нервных клеток на тестирующем электроде и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01N27/26 

(54) СПОСОБ ФИКСАЦИИ ИССЛЕДУЕМЫХ НЕРВНЫХ КЛЕТОК НА ТЕСТИРУЮЩЕМ ЭЛЕКТРОДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

t

Изобретение относится к медицине и предназначено для изучения влияния растворов различных веществ на электрическую активность нервных клеток.

Известен способ фиксации исследуе-5 мых нервных клеток на тестирующем электроде. Способ осуществляют устройством, содержащим камеру с тестирующим и индифферетным электродами 1.10

Недостатком данного способа является то, что ограниченное время и ненадежность закрепления нервной клетки на микроэлектроде (расположенное в жидкости тело клетки легко смещает- 5 ся относительно кончика тестирукядего микроэлектрода) не позволяют следить за динамикой электрической активности клетки в данном растворе и исследовать влияние нескольких раз- 20 личных растворов с известной концентрацией на одну и ту же клетку.

Цель изобретения - обеспечение продолжительной и надежной фиксации исследуемой нервной клетки на тести- 25 рующем электроде при заполнении или смене клеточной культуры или воздействующих веществ.

Указанная цель достигается тем, что на тестирующий и индифферентный ЗО

электроды подают напряжение постоянного тока, причем на тестирующий электрод подают положительный потенциал, а на индифферентный электрод отрицательный потенциал напряжения постоянного тока.

Данный способ может быть осуществлен устройством содержащим камеру с тестирующим и индифферентным электродами, в который введены последовательно соединенные источник напряжения постоянного тока, коммутатор полярности и переключатель, причем тестирующий электрод соединен с переключателем, а индифферентный электрод соединен с коммутатором полярности.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа фиксации исследуемых нервных клеток на тестирующем электроде.

Устройство содержит микроэлектрофоретическую камеру 1 (высотой 2 мм, шириной 10 мм и длиной 15 мм) в длинных стенках которой вмонтированы тестирующий микроэлектрод 2 и индифферентный электрод 3. В противоположных коротких стенках камеры выполнены впускное и выпускное отверстия 4, которые служат для пропускания жидкости через камеру. Тестирующий микроэлектрод 2 и индифферентный электрод 3 через переключатель 5 и источник б напряжения постоянного тока подключены в микроэлектрофоретическую цепь. Для изменения полярности электродов в микроэлектрофоретическую цепь введен коммутатор полярности. Способ осуществляется следующим образом. Раствор хлористого натрия (0,9 н.) с клетками переживающей культуры нерв ной ткани помещают в герметичную микроэлектрофоретическую камеру. Затем через систему тестирующий микроэлектрод - раствор с клетками переживающей культуры нервной ткани второй электрод пропускают электрический ток от внешнего источника ЭДС В результате к положительно заряжен ному тестирующему микроэлектроду из раствора притягивается и фиксируется нагруженная отрицательным электрокинетическим (дзета-) потенциалом одна из клеток переживающей культуры нервной ткани. Остальные клетки переживающей культуры удаляют из микроэлектрофоретической камеры путем пропускания через камеру чистого раствора хлористого натрия (0,9 н.). Микроэлектрофорез прекращают. Затем проводят регистрацию электрической активности клетки, закрепленной на ког1чике тестирующего микроэлектрода за счет возникающих в результате микроэлектрофореза сил поверхностног натяжения и межмолекулярного сцепления, В дальнейшем Физиологический раствор (0,9 н. NaCl)B микроэлектрофоретической камере заменяют на раст вор химического или фармацевтического вещества с известной концентрацией путем пропускания через камеру раствора с известной концентрацией воздействующего химического или фармацевтического вещества. Проводят повторную регистрацию электрической активности закрепленной ранее на тес тирующем микроэлектроде той же самой клетки. Пример. Взвесь клеток свежеприготовленной переживающей культуры корковой ткани мозга кошки в физиоло гическом растворе с температурой помещают в герметичную микроэле трофоретическую камеру (в 1 мм раст вора содержится около 10 клеток). Затем через систему тестирующий мик роэлектрод -.раствор с клетками - вт рой электрод пропускают электричес кий ток от внешнего источника посто ного напряжения с ЭДС 20В в течение 3 мин. В результате микроэлектрофоре к положительно заряженному тестирую щему микроэлектроду из раствора при гивается и фиксируется за счет сил i.iepXHOCTHoro натяжения и межмолекуярного сцепления одна из клеток пееживающей культуры нервной ткани, агруженная отрицательным электрокиематическим (дзета-) потенциалом. момент контакта нервной клетки с ончиком тестирующего микроэлектроа процесс электрофореза прекращатся. Об окончании процесса электроореза свидетельствует уменьшение ротекающего через систему тока скачом от 15 мкА до неощутимо малой еличины. Остальные (незафиксированные) клетки переживающей культуры удаляют из камеры путем пропускания через нее физиологического раствора На усилителе биопотенциалов (УПТ-2) регистрируют пиковые потенциалы клетки амплитудой 25 - 30 мВ. Затем физиологический раствор в электрофоретической камере заменяют на раствор рингера с 0,1% содержанием сернокислого магния и проводят повторную регистрацию электрической активности .закрепленной ранее на тестирующем микроэлектроде той же самой клетки. По разнице картин электрической активности одной и той же клетки, зарегистрированной до и после воздействия на клетку раствором химического и фармацевтического вещества (например, по сдвигу уровня постоянного потенциала или по динамике спектральной плотности генерируемых клеткой пиковых потенциалов), изучают эффективность влияния действующего раствора химического или фармацевтического вещества с известной его концентрацией на данную клетку. Устройство работает следующим образом. После заполнения микроэлектрофоретической камеры 1 раствором хлористого натрия с клетками переживающей культуры нервной ткани переключатель 5 ставят в левое положе ние, при этом на тестирующий микроэлектрод 2 от источника 6 напряжения через коммуматор полярности 7, находящийся в верхнем положении, подается положительный полюс, а на индифферентный микроэлектрод 3 отрицательный полюс источника б напряжения. Вследствие тОго, что нервные клетки переживающей культуры мозговой ткани обладают отрицательным электрокинетическим (дзета-) потенциалом, они притягиваются из раствора хлористого натрия к кончику тестирукщего микроэлектрода 2, обладающеЛгу поположительныл: потенциалом. Микроэлектро.форез прекращается, когда одна из нервных клеток окажется зафиксированной на кончике тестирующего микроэлектрода 2. Микроэлектрофорез прекращается вследствие того, что сопротивление мембраны нервной