E-mail ??????



RU | EN
 
 

 
Как выбрать манипуляторы для электрофизиологических исследований
Все зависит от типа экспериментов, которые Вы хотите проводить; оборудования, которое Вы планируете использовать совместно с манипуляторами и вашего бюджета. По типу перемещения манипуляторы можно разделить на несколько типов: механические, моторизованные и комбинированные.

В первом случае перемещение осуществляется с помощью микровинтов. Такие манипуляторы самые дешевые и не вызывают электрических наводок в системах с усилителями биопотенциалов. С другой стороны, они не всегда удобны в системах чувствительных к вибрациям, таких как установки для патч-клампа, когда необходимо осуществить записи со второй или последующей клеток. Моторизованные манипуляторы, как правило, создаются таким образом, чтобы снизить вибрации. Управление ими производится с пульта дистанционного управления, который располагается за пределами антивибрационного стола. Пульты отличаются размерами, дизайном и функциональностью. Кроме пультов существуют компьютерные интерфейсы (например, USB) манипуляторов, позволяющие осуществлять их программное управление с помощью ПК, использовать клавиатуру или джойстик для перемещения.
Современные манипуляторы имеют так же несколько скоростей перемещения электрода. Высокая скорость используется для первичной подводки электрода, низкая для перемещения электрода под микроскопом при большом увеличении.

Кроме электрического шума при некоторых скоростях вращения мотора манипулятора система может резонировать и приводить к высокочастотным вибрациям. Для избежания этого эффекта используются специальные демпфирующие крепления манипуляторов или подбирается частота вращения моторов.

Комбинированные манипуляторы это версия манипуляторов, которая имеет кроме моторизированных частей и винты для ручного перемещения. В современных моторизованных манипуляторах ручное перемещение используется для начального позиционирования манипулятора. В них так же часто применяют поворотный или откидной механизм, позволяющий легко менять электроды. В категорию комбинированных манипуляторов входят, в частности, недорогие манипуляторы, имеющие ограниченный диапазон моторизованного перемещения и скоростей. Как правило, электрод вручную подводится к препарату, а дальнейшие перемещения под микроскопом производятся с помощью моторов. Существуют так же особые типы манипуляторов, использующие для перемещения гидравлику и электромагниты. В первом случае отсутствуют проблемы, связанные с электрическим шумом и вибрациями, присущими моторизированным манипуляторам. По ряду причин эти манипуляторы не нашли широкого распространения в электрофизиологии.

Ниже перечислен ряд параметров, на которые необходимо обращать внимание при выборе манипуляторов:
 
Количество осей. Для перемещения в пространстве необходимо иметь возможность двигать электрод в 3-х направлениях: вперед-назад, влево-вправо, вверх-вниз. Но иногда оказывается удобным иметь 4-ю ось перемещения вдоль направления электрода. Это перемещение может быть реализовано за счет отдельного мотора в моторизованных манипуляторах, а может быть программно за счет одновременной активации моторов вперед-назад и вверх-вниз. В ранних версиях манипуляторов (для слепого патч-клампа) использовалась конфигурация, когда оси X,Y, Z были механическими, а ось электрода моторизированная.
 
Свободный ход. Важный параметр, определяющий насколько близко необходимо установить кончик электрода к препарату, чтобы его достигнуть при перемещении за счет манипулятора. Это расстояние определяется толщиной объектива. Как правило, 2 см достаточно для большинства объективов. Если свободный ход меньше 1.5 см, то работать с таким манипулятором сложно.
 
Типы перемещения манипуляторов. Хороший манипулятор должен двигаться без набора скорости и мгновенно останавливаться. В современных манипуляторах используется равномерное движение. В ранних версиях для слепого патч-клампа использовалось шаговое движение.
 
Отсутствие дрейфа. Это самый важный параметр манипулятора. Если в манипуляторе есть дрейф, то с его помощью невозможно долго сохранять запись ответов с одиночного нейрона. Дрейф может наблюдаться в любом направлении и может быть однонаправленным или колебательным. Любой новый манипулятор не должен иметь дрейфа. Если дрейф обнаружен то манипулятор, либо неправильно собран, либо недостаточно хорошо закреплен, либо имеет заводской дефект. В последнем случае манипулятор подлежит замене. При длительной работе соединения манипулятора изнашиваются, и возникает «возрастной» дрейф, который, как правило, не подлежит ремонту. Чем больше различных соединений в манипуляторе, тем вероятнее в нем возникновения дрейфа.
 
Размеры. Чем меньше размер манипулятора, тем меньше место он занимает в системе и меньше ограничивает доступ к препарату другим электродами и экспериментатору. С другой стороны, чем массивнее части манипулятора и соединения между ними, тем меньше он подвержен вибрации.
 
Крепление манипуляторов. Манипуляторы могут крепиться к антивибрационному столу, на котором расположен микроскоп; к предметному столику или специальной платформе, создающий с манипуляторами единый комплекс.

В первом случае препарат перемещается на предметном столике относительно микроскопа и манипуляторов, что делает невозможным перемещения препарата, когда на нем установлены электроды. Во втором случае предметный столик перемещается вместе с электродами, и эти перемещения могут производиться с установленными электродами. В третьем случае есть два варианта: манипуляторы и предметный столик остаются неподвижны, что дает большую стабильность препарату, а микроскоп перемещается на основе платформы в X-Y диапазоне или микроскоп остается стабильным, а перемещается платформа с манипуляторами и предметным столиком (неподвижность микроскопа является необходимой для систем двухфотонного имиджинга). Наличие платформы позволяет моторизовать XY перемещения препарата под объективом вместе с установленными электродами. Производители манипуляторов так же обеспечивают моторизацию оси фокусировки самого микроскопа. Это позволяет, при наличии присоединенной к микроскопу камеры и монитора, проводить эксперименты с полным дистанционным управлением.