微電極放大器
微電極放大器
1、 1、 1.1、
微電極放大器，它是配套於BL系列生物機能實驗系統的儀器設備，主要用於引導細胞內和細胞外放電，起到阻抗匹配和信號放大作用，以完成對細胞級生物電信號活動的研究工作。儀器操作簡便，工作穩定，具有高輸入阻抗、低輸入電容、低溫漂、低雜訊等特性，配合BL系列生物信號採集系統可滿足醫學院校及科研單位進行測量記錄細胞的膜電位、自發或誘發的動作電位以及微電極極阻等指標的需求。
目前具有代表性的研發機構以成都泰盟科技有限公司為例：
下面以ME-1型和ME-200A型微電極放大器作具體詳細介紹。
性能指標：
其主要性能指標表現如下：
1、輸入阻抗：≥ 10Ω
2、輸入偏置電流：≤ 10pA
3、增益：×1，誤差±0.1%
4、輸出阻抗：1KΩ
5、輸入短路雜訊電平：≤ 10μVP-P
6、零點調節範圍：≥ ±1V
7、零點指示精度：≤ ±5m
8、環境適應性：符合GB 6587.1-1986中Ⅱ組、2級要求
9、工作溫度：0℃～40℃
10、空氣相對濕度：20～80% RH
11、電源電壓：DC：±3V
12、電磁兼容性：符合 GB6833 -1987的要求
13、主機尺寸:68mmx40mmx28mm
14、探頭外形尺寸：Ф11 x 50
15、重量：300g
16、可靠性：MTBF ≥ 10000h
使用操作：
該型號的微電極放大器的使用操作分兩步進行：
1. 連線
將ME-1微電極放大器輸入介面直接接入BL-420生物機能實驗系統，連接BL-420生物機能實驗系統相關設備連線，ME-1微電極放大器由BL-420生物機能實驗系統供電。
2. 調零
調零用於消除細胞極化電位的影響，使信號基線回到零點上。零點調節旋鈕用於調節輸出零點，調節範圍為±1V。將探頭接地夾(參考極)與探頭輸入端短接，然後進行調節。零點調節旋鈕左側為調節狀態指示燈，當紅燈亮時，表示零點偏正，需將調零旋鈕向負方向（左）旋轉調節；綠燈亮時，表示零點偏負，需將調零旋鈕向正方向（右）旋轉調節。指示燈熄滅表示，當前為零點狀態，精度為±5mV。
特點：
其特點概括描述如下：
1、高輸入阻抗。
2、液晶顯示器可以顯示不同的信息組合，顯示方式靈活。
3、機器內自帶的電刺激器可以通過微電極直接給予測量部位細胞電刺激電麻醉，刺激電流：1nA~999nA。
4、隨機配有阻抗為10Ω的探頭。
5、可完成0~30pF的負電容補償。
6、橋平衡和瞬態調節可以按照用戶要求對消刺激信號偽跡。
7、具有直流零點指示燈，方便用戶進行調零。
8、具有粗細零點調節功能，可準確地消除細胞環境下的極化電位。
9、採用多圈電位器，進一步提高調節精度。
10、完全按照電磁兼容性要求設計。
技術資料：
其主要性能指標表現為：
輸入阻抗：前端1015Ω//2pF，整機≥1012Ω
輸入偏置電流：前端0.1pA，整機≤10pA
增益： ×1、×10兩檔，誤差±3%
輸出阻抗： 1KΩ
負電容補償範圍： 0～30pF
橋平衡：具有橋平衡和瞬態調節功能，可以按照用戶要求對消刺激信號
極阻測量： 1.0 MΩ~99.9MΩ，±（5%+0.5MΩ）
輸出雜訊電平： ≤ 10μVP-P
零點粗調範圍： ≥ ±1.0V
零點細調範圍： ≥ ±100mV
輸出直流零點指示：輸出直流電位≥5mV，亮紅燈；輸出直流電位≤-5mV，亮綠燈
內置刺激器電流： 1nA~999nA，可以通過微電極直接向細胞發出電刺激
環境適應性：符合GB 6587.1-1986 中Ⅱ組、2級的要求
工作溫度： 0℃～ 40℃
空氣相對濕度： 20 ～ 80% RH
電源電壓： AC 220V ± 22V
電源頻率： 50Hz ± 2Hz
電源功耗： ≤20VA
電磁兼容性：符合GB 6833-1987 的要求
主機外形尺寸： 420mmX295mmX145mm
探頭外形尺寸： Ф 12mm X 85mm，電纜長1。5m。
重量： 5.0kg
可靠性： MTBF ≥ 10000h
1）、負電極補償調劑方法：
1.1 將微電極放大器的“負電容補償”調節旋鈕逆時針旋到零，增益X1。
1.2 將微電極放大器的輸出信號輸入到BL-420生物機能實驗系統或脈衝示波器中。
注意：BL-420的帶寬應調到10KHz！
1.3 按“功能”按鈕，切換到CAPC狀態。
1.4 將探頭放入導電溶液或組織細胞中。
1.5 按“啟動”按鍵啟動調節
1.6 觀察輸出波形，調前面板“負電容補償”調節旋鈕至波形最方為止。
1.7 負電容補償不宜過大，過大易自激，發生自激時應立即逆時針減小負電容補償，自激即可消失。
1.8 調節完畢，再按“啟動”按鍵完成調節。
注意事項：
1.1 使用BL-420系統觀察負電容補償方波，其參數設置為：採樣率 50KHz，系統增益：1倍，時間常數：DC，濾波：10KHz，關閉50Hz濾波
1.2 負電容補償過頭，將引起放大器自激，輸出很大的自激震蕩信號，無法進行測量，在測量中應始終避免自激。
1.3 每隻微電極都具有各自不相同的極阻，進行實驗時都具有各不相同的分佈電容，在每次更換微電極后都要重新進行負電容補償。
1.4 為避免因負電容補償過頭將引起的放大器自激，建議實驗完成後或更換微電極前，請將微電極放大器的“負電容補償”調節旋鈕逆時針旋到零。
2）、微電極阻抗測量方法：
按負電容補償調節方法將負電容補償調節到最佳。
1、按“功能”按鈕，切換到TSTR狀態。
2、按“啟動”按鍵啟動測量。
3、液晶屏的“極阻”位置顯示微電極電極阻抗值，MΩ。
4、多次測量取平均值。
5、測量完畢，再按“啟動”按鍵完成測量
3）、排除干擾的方法介紹：
ME-200A微電極放大器輸入阻抗極高，雜訊極低，極易受到50Hz工頻干擾和其他雜訊干擾。可以根據實地情況，採取以下措施，反覆調試，將雜訊和干擾減少到最小，提高測量信號的信噪比。下面提供一些方法供參考。
1、接地
1.1、 220V供電電源要接地良好；
1.3、ME-200A微電極放大器的外殼接地柱要與BL-420系統等的外殼接地柱連通；
1.4、工作台、屏蔽罩、計算機等也要接地；
1.5、選擇、改變各接地點位置，確定最佳接地點。
2、屏蔽
2.1、測量應在屏蔽箱內進行，可屏蔽高頻干擾，50Hz工頻干擾和其他雜訊干擾；
2.2、無屏蔽箱時應採取其他方式，可用金屬板做底板，上罩金屬網罩進行屏蔽；
2.3、鐵磁材料可良好的屏蔽50Hz工頻干擾和低頻磁干擾；
2.4、銅鋁材料可良好的屏蔽高頻電干擾；
2.5、屏蔽殼、罩、底板等金屬要與可靠的電器連通後接地。
3、排除外部干擾
4、防止震動
4.1、實驗平台應堅硬、厚重、牢固，實驗區域應無強列震動；
4.2、實驗室地板不應為木質，防震性要好；
4.3、實驗人員不得靠、坐、趴於實驗台上，以免引起震動干擾；
4.4、實驗環境保持安靜。
5、減少輸入干擾
5.1、ME-200A微電極放大器的輸入銀絲要盡量短；
5.2、請使用專用微電極夾持器；
5.3、參考點盡量靠近測量點；
5.4、ME-200A微電極放大器到BL-420的輸入線盡量選用短的一根。
6、恰當的帶寬
6.1、ME-200A微電極放大器的負電容補償特性調到最佳，千萬不可過補償；
6.2、可考慮關閉ME-200A微電極放大器的負電容補償功能；
6.3、改變BL-420的帶寬（F值），求得最佳信噪比。
7、保護好電極
7.1、ME-200A微電極放大器的輸入阻抗極高，容易受到感應電擊穿；
7.2、請勿用手去觸摸懸空的探頭輸入端；
7.3、ME-200A微電極放大器不用時隨時用雙頭夾子線將探頭輸入端與外殼短接；
7.4、防止ME-200A微電極放大器輸入探頭的撞擊，碰摔。