Биология - Стеклянный микроэлектрод - Физико-химические свойства микроэлектродов

09 февраля 2011


Оглавление:
1. Стеклянный микроэлектрод
2. История
3. Конструкция и изготовление
4. Физико-химические свойства микроэлектродов
5. Типы микроэлектродов
6. Усилители для работы со стеклянными микроэлектродами



Между микроэлектродом и средой, в которую он погружен, протекают различные физико-химические процессы.

  • Диффузия. Концентрация электролита в микроэлектроде выше, чем в окружающей его среде, поэтому вещества электродита будут переходить в физиологический раствор или внутрь клетки за счёт диффузии.
  • Ионофорез
  • Электроосмос
  • Гидростатические процессы

Электрические свойства микроэлектродов

Электрическое сопротивление — важнейший параметр микроэлектрода. Сопротивление обязательно контролируется перед началом эксперимента, а в ряде случаев — и в ходе работы. Для годного электрода сопротивление находится в диапазоне между 5 и 20 МОм. Сопротивление менее 1МОм — признак обломленной колющей части, более 60 МОм — кончик электрода слишком тонок, либо закупорен выпавшими кристаллами или частицами исследуемого объекта. Хаотично меняющееся сопротивление также характерно для загрязненного электрода. Электроды с высоким сопротивлением имеют большие собственные шумы и чувствительность к электромагнитным помехам. При токах, превышающих 1 нА, вольт-амперные характеристики микроэлектродов могут становиться нелинейными. Расчет сопротивления электродов возможен, но он сложен и не дает высокой точности, поэтому на практике сопротивление электрода определяют экспериментально.

Емкость электрода. Наличие у микроэлектрода собственной емкости искажает форму регистрируемого сигнала. Поэтому предпринимаются усилия для ее снижения и компенсации: увеличивают диаметр цилиндрической части электрода, уменьшают его длину, для подключения к усилителю стараются использовать возможно более короткие провода. Для компенсация емкости электрода во входном каскаде усилителя применяется емкостная отрицательная обратная связь. Компенсирование емкости контролируется подачей на электрод прямоугольного сигнала — при верной настройке форма его фронта не искажена.

Потенциал смещения. Возникает по нескольким причинам. Основными являются:

  • диффузионный потенциал — возникающий между электролитом, заполняющим электрод, и раствором, в который он погружен. Для уменьшения диффузионного потенциала, в качестве электролита используют раствор хлорида калия, так как у ионов K+ и Cl- одинаков заряд и близки коэффициенты диффузии.
  • потенциал между серебряными проводниками микроэлектрода и опорного электрода
  • потенциал колющей части. Его возникновение связано со свойствами контакта электролита и стекла в узком кончике микропипетки.

Потенциал смещения подключенного к усилителю и погруженного в физиологический раствор электрода компенсируется при регулировке усилителя.

Для уменьшения нежелательного собственного потенциала используют также следующие приёмы:

  • тщательная очистка стеклянных заготовок промывкой в щёлочи и спирте;
  • использование свежеизготовленных микропипеток;
  • использование для заполнения электролитов высокой концентрации;
  • подкисление электролита;
  • отбор электродов с малым омическим сопротивлением;
  • отбор электродов с низким собственным потенциалом.


Просмотров: 14082


<<< Список модельных объектов (биология)