全自動(dòng)膜片鉗放大器參數(shù)控制系統(tǒng)

膜片鉗放大器是一個(gè)用于監(jiān)測(cè)細(xì)胞膜電流的高精度模擬信號(hào)處理單元，放大器的調(diào)試和膜片鉗實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置與補(bǔ)償均相當(dāng)復(fù)雜，本文著重介紹全自動(dòng)膜片鉗放大器參數(shù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該系統(tǒng)采用具有8051 內(nèi)核的USB2.0 接口芯片配合可編程邏輯接口器件(CPLD)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)放大器參數(shù)的全數(shù)字控制，實(shí)驗(yàn)證明此方法能有效的設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)與狀態(tài)，并為全自動(dòng)膜片鉗虛擬儀器系統(tǒng)的建立奠定基礎(chǔ)。
膜片鉗技術(shù)以測(cè)量細(xì)胞膜微弱電流信號(hào)為基礎(chǔ)來(lái)研究各種離子通道及其調(diào)控機(jī)制，其核心部分膜片鉗放大器采用一個(gè)高增益的電流－電壓變換器將細(xì)胞產(chǎn)生的pA 級(jí)電流信號(hào)提取并放大為mV 級(jí)的電壓信號(hào)，配合相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的控制與分析。傳統(tǒng)的膜片鉗放大器的各種參數(shù)設(shè)置均采用手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械式電位器實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且取決于實(shí)驗(yàn)人員的熟練程度，在新一代全自動(dòng)膜片鉗放大器中，這些參數(shù)的設(shè)置和存儲(chǔ)均由計(jì)算機(jī)軟件高效實(shí)現(xiàn)[1]。本文介紹采用USB 控制器和可編程邏輯器件（CPLD）組建此數(shù)字控制模塊的一種方法。