膜片鉗放大器電容補(bǔ)償方法對(duì)動(dòng)作電位發(fā)放特性的研究.pdf

1、膜片鉗技術(shù)是通過(guò)測(cè)量pA級(jí)細(xì)胞離子通道電流來(lái)研究各種離子通道及其調(diào)控機(jī)制，但測(cè)量對(duì)象和測(cè)量?jī)x器本身引入的快電容偽差信號(hào)，會(huì)改變動(dòng)作電位的發(fā)放特性。為了準(zhǔn)確記錄細(xì)胞動(dòng)作電位的發(fā)放，膜片鉗放大器采用了放大、頻率補(bǔ)償、電容補(bǔ)償及電阻補(bǔ)償?shù)纫幌盗械难a(bǔ)償技術(shù)?？祀娙菅a(bǔ)償技術(shù)是其中關(guān)鍵技術(shù)之一，來(lái)減小細(xì)胞進(jìn)行封接時(shí)引入的較大瞬態(tài)偽差信號(hào)。本文在分析快電容偽差信號(hào)對(duì)動(dòng)作電位發(fā)放特性影響的基礎(chǔ)上，對(duì)比傳統(tǒng)快電容補(bǔ)償方法，提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的快電

2、容補(bǔ)償算法，并且利用COMSOL對(duì)電極電容形狀引發(fā)快電容的影響進(jìn)行了仿真建模，以提高補(bǔ)償?shù)木取?br>　　本文在快電容偽差信號(hào)對(duì)動(dòng)作電位發(fā)放特性的影響方面進(jìn)行分析。首先討論快電容偽差信號(hào)對(duì)膜電容測(cè)量引入的誤差，再次分析膜電容誤差值對(duì)膜電流以及膜電位的影響，并且通過(guò)對(duì)HH模型中膜電位變化分析并建立模型，得出膜電位變化對(duì)動(dòng)作電位發(fā)放特性的影響。
　　對(duì)快電容補(bǔ)償原理進(jìn)行分析，并針對(duì)傳統(tǒng)快電容補(bǔ)償方法的不足，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的快

3、電容補(bǔ)償算法。首先利用MATLAB軟件建立快電容補(bǔ)償模型，并通過(guò)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)獲得最佳的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，實(shí)現(xiàn)快電容的自動(dòng)補(bǔ)償。通過(guò)MATLAB SIMULINK軟件建立膜片鉗系統(tǒng)的電路模型，根據(jù)傳統(tǒng)補(bǔ)償算法與基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快電容補(bǔ)償算法得到的補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行電路仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償算法能夠使10nA的偽差信號(hào)下降到2.4pA，相較于傳統(tǒng)補(bǔ)償算法的偽差電流信號(hào)降低了2/3左右，提高了快電容的補(bǔ)償精度。<