適用于膜片鉗實(shí)驗(yàn)的微壓力控制系統(tǒng).pdf

1、隨著電生理技術(shù)的發(fā)展，膜片鉗技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。不僅用于離子通道的研究，還用于分子生物學(xué)、免疫學(xué)、藥理學(xué)等學(xué)科的研究，成為生物學(xué)研究中的一種重要技術(shù)手段。
　　眾所周知，膜片鉗實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵是高阻封接，只有形成了高阻封接才能完成后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作。傳統(tǒng)的方法是用嘴向?qū)夤軆?nèi)吹吸空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)實(shí)驗(yàn)者憑借以往的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)所需氣壓大小，這樣將產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題：由于用嘴吹吸提供的氣壓不精確，并且有可能超過(guò)封接所需要的壓力值，導(dǎo)致重復(fù)抽吸影

2、響實(shí)驗(yàn)成功率；由于提供的氣壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致了細(xì)胞封接質(zhì)量不高。本文提出了一種適用于膜片鉗封接實(shí)驗(yàn)的微壓力控制系統(tǒng)，解決了這兩個(gè)問(wèn)題。
　　本文先對(duì)氣壓信號(hào)的特性進(jìn)行分析，給出氣壓采集設(shè)備的性能要求和技術(shù)指標(biāo)。然后根據(jù)指標(biāo)要求確定系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，這其中包括對(duì)關(guān)鍵元器件的選型及理論上的可行性分析。
　　本文設(shè)計(jì)部分分為氣路控制和電路控制來(lái)介紹。其中氣路部分硬件關(guān)鍵元件為：電磁閥、氣泵電機(jī)和氣壓傳感器。電路控制部分包括氣壓信號(hào)采

3、集模塊、單片機(jī)外圍電路模塊、光耦隔離模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源管理模塊、液晶顯示模塊和串口通訊模塊。微壓力控制系統(tǒng)是基于C8051F020單片機(jī)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基本工作原理為：由壓力傳感器實(shí)時(shí)采集氣壓值反饋給單片機(jī)，與預(yù)定值進(jìn)行比較，根據(jù)對(duì)比結(jié)果，單片機(jī)通過(guò)脈沖寬度調(diào)制控制氣泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整電極內(nèi)氣壓使其達(dá)到預(yù)測(cè)值；單片機(jī)能與上位機(jī)進(jìn)行串行通信，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)同步到電腦，并通過(guò)Labview平臺(tái)控制下位機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)上位機(jī)軟