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微电极放大器

用于引导细胞内和细胞外放电的设备

微电极放大器，它是配套于BL系列生物机能实验系统的仪器设备，主要用于引导细胞内和细胞外放电，起到阻抗匹配和信号放大作用，以完成对细胞级生物电信号活动的研究工作。

放大器简介
仪器操作简便，工作稳定，具有高输入阻抗、低输入电容、低温漂、低噪声等特性，配合BL系列生物信号采集系统可满足医学院校及科研单位进行测量记录细胞的膜电位、自发或诱发的动作电位以及微电极极阻等指标的需求。
目前具有代表性的研发机构以成都泰盟软件有限公司为例：
下面以ME-1型和ME-200A型微电极放大器作具体详细介绍。
资料说明
ME-1型微电极放大器资料说明
性能指标
其主要性能指标表现如下：
1、 输入阻抗：≥ 10Ω
5、 输入短路噪声电平：≤ 10μVP-P
6、 零点调节范围：≥ ±1V
7、 零点指示精度：≤ ±5m
8、 环境适应性：符合GB 6587.1-1986中Ⅱ组、2级要求
9、 工作温度：0℃～40℃
10、空气相对湿度：20～80% RH
11、电源电压：DC：±3V
12、电磁兼容性：符合 GB6833 -1987的要求
13、主机尺寸:68mmx40mmx28mm
14、探头外形尺寸：Ф11 x 50
15、重量：300g
16、可靠性：MTBF ≥ 10000h
使用操作
该型号的微电极放大器的使用操作分两步进行：
1. 连线
将ME-1微电极放大器输入接口直接接入BL-420生物机能实验系统，连接BL-420生物机能实验系统相关设备连线，ME-1微电极放大器由BL-420生物机能实验系统供电。
2. 调零
调零用于消除细胞极化电位的影响，使信号基线回到零点上。零点调节旋钮用于调节输出零点，调节范围为±1V。将探头接地夹(参考极)与探头输入端短接，然后进行调节。零点调节旋钮左侧为调节状态指示灯，当红灯亮时，表示零点偏正，需将调零旋钮向负方向（左）旋转调节；绿灯亮时，表示零点偏负，需将调零旋钮向正方向（右）旋转调节。指示灯熄灭表示，当前为零点状态，精度为±5mV。
ME-200A型微电极放大器资料说明
特点
其特点概括描述如下：
1、高输入阻抗。
2、 液晶显示器可以显示不同的信息组合，显示方式灵活。
3、 机器内自带的电刺激器可以通过微电极直接给予测量部位细胞电刺激电麻醉，刺激电流：1nA~999nA。
4、 随机配有阻抗为10Ω的探头。
5、 可完成0~30pF的负电容补偿。
6、 桥平衡和瞬态调节可以按照用户要求对消刺激信号伪迹。
7、具有直流零点指示灯，方便用户进行调零。
8、具有粗细零点调节功能，可准确地消除细胞环境下的极化电位。
9、采用多圈电位器，进一步提高调节精度。
10、完全按照电磁兼容性要求设计。
技术资料
其主要性能指标表现为：
输入阻抗： 前端1015Ω//2pF，整机≥1012Ω
输入偏置电流： 前端0.1pA， 整机≤10pA
增益： ×1、×10两档，误差±3%
输出阻抗： 1KΩ
负电容补偿范围： 0～30pF
桥平衡： 具有桥平衡和瞬态调节功能，可以按照用户要求对消刺激信号
极阻测量： 1.0 MΩ~99.9MΩ，±（5%+0.5MΩ）
输出噪声电平： ≤ 10μVP-P
零点粗调范围： ≥ ±1.0V
零点细调范围： ≥ ±100mV
输出直流零点指示： 输出直流电位≥5mV，亮红灯；输出直流电位≤-5mV，亮绿灯
内置刺激器电流： 1nA~999nA，可以通过微电极直接向细胞发出电刺激
环境适应性： 符合GB 6587.1-1986 中Ⅱ组、2级的要求
工作温度： 0℃～ 40℃
空气相对湿度： 20 ～ 80% RH
电源电压： AC 220V ± 22V
电源频率： 50Hz ± 2Hz
电源功耗： ≤20VA
电磁兼容性： 符合GB 6833-1987 的要求
主机外形尺寸： 420mmX295mmX145mm
探头外形尺寸： Ф 12mm X 85mm，电缆长1。5m。
重量： 5.0kg
可靠性： MTBF ≥ 10000h
测量方法
1）、负电极补偿调剂方法
1.1 将微电极放大器的“负电容补偿”调节旋钮逆时针旋到零，增益X1。
1.2 将微电极放大器的输出信号输入到BL-420生物机能实验系统或脉冲示波器中。
注意：BL-420的带宽应调到10KHz！
1.3 按“功能”按钮，切换到CAPC状态。
1.4 将探头放入导电溶液或组织细胞中。
1.5 按“启动”按键启动调节
1.6 观察输出波形，调前面板“负电容补偿”调节旋钮至波形最方为止。
1.7 负电容补偿不宜过大，过大易自激，发生自激时应立即逆时针减小负电容补偿，自激即可消失。
1.8 调节完毕，再按“启动”按键完成调节。
注意事项：
1.1 使用BL-420系统观察负电容补偿方波，其参数设置为：采样率 50KHz，系统增益：1倍，时间常数：DC，滤波：10KHz，关闭50Hz滤波
1.2 负电容补偿过头，将引起放大器自激，输出很大的自激震荡信号，无法进行测量，在测量中应始终避免自激。
1.3 每只微电极都具有各自不相同的极阻，进行实验时都具有各不相同的分布电容，在每次更换微电极后都要重新进行负电容补偿。
1.4 为避免因负电容补偿过头将引起的放大器自激，建议实验完成后或更换微电极前，请将微电极放大器的“负电容补偿”调节旋钮逆时针旋到零。
2）、微电极阻抗测量方法
按负电容补偿调节方法将负电容补偿调节到最佳。
1、 按“功能”按钮，切换到TSTR状态。
2、 按“启动”按键启动测量。
3、 液晶屏的“极阻”位置显示微电极电极阻抗值，MΩ。
4、 多次测量取平均值。
5、 测量完毕，再按“启动”按键完成测量
3）、排除干扰的方法介绍
ME-200A微电极放大器输入阻抗极高，噪声极低，极易受到50Hz工频干扰和其他噪声干扰。可以根据实地情况，采取以下措施，反复调试，将噪声和干扰减少到最小，提高测量信号的信噪比。下面提供一些方法供参考。
1、接地
1.1、 220V供电电源要接地良好；
1.2、要有专用接地线，接地电阻要小于4Ω，接于ME-200A微电极放大器的外壳接地柱上；
1.3、ME-200A微电极放大器的外壳接地柱要与BL-420系统等的外壳接地柱连通；
1.4、工作台、屏蔽罩、计算机等也要接地；
1.5、选择、改变各接地点位置，确定最佳接地点。
2、屏蔽
2.1、测量应在屏蔽箱内进行，可屏蔽高频干扰，50Hz工频干扰和其他噪声干扰；
2.2、无屏蔽箱时应采取其他方式，可用金属板做底板，上罩金属网罩进行屏蔽；
2.3、 铁磁材料可良好的屏蔽50Hz工频干扰和低频磁干扰；
2.4、 铜铝材料可良好的屏蔽高频电干扰；
2.5、 屏蔽壳、罩、底板等金属要与可靠的电器连通后接地。
3、排除外部干扰
3.1、日光灯、节能灯、电风扇、空调、电冰箱及其他大的用电器均可产生电磁干扰实验时应关闭或远离；
3.2、 X光机、电力高压输变电线站、微波机、手机等也可产生电磁干扰，实验时可关闭或远离可能产生电磁干扰的设备或区域。
4、防止震动
4.1、实验平台应坚硬、厚重、牢固，实验区域应无强列震动；
4.2、实验室地板不应为木质，防震性要好；
4.3、实验人员不得靠、坐、趴于实验台上，以免引起震动干扰；
4.4、实验环境保持安静。
5、减少输入干扰
5.1、ME-200A微电极放大器的输入银丝要尽量短；
5.2、请使用专用微电极夹持器；
5.3、参考点尽量靠近测量点；
5.4、ME-200A微电极放大器到BL-420的输入线尽量选用短的一根。
6、恰当的带宽
6.1、ME-200A微电极放大器的负电容补偿特性调到最佳，千万不可过补偿；
6.2、可考虑关闭ME-200A微电极放大器的负电容补偿功能；
6.3、改变BL-420的带宽（F值），求得最佳信噪比。
7、保护好电极
7.1、ME-200A微电极放大器的输入阻抗极高，容易受到感应电击穿；
7.2、请勿用手去触摸悬空的探头输入端；
7.3、ME-200A微电极放大器不用时随时用双头夹子线将探头输入端与外壳短接；
7.4、防止ME-200A微电极放大器输入探头的撞击，碰摔。
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