Elektródok

Bioelektromos jelek 2/9 az ingerelhető sejtek membrán potenciáljának változása bármilyen vezetővel (fém, szén, stb.) mérhető a vezető (elektród) anyagi sajátságai és felszínének mérete alapvetően meghatározza, hogy milyen jelenségek figyelhetők meg vele a feszültségváltozások méréséhez arra van szükség, hogy áram folyjon az áramkörben ennek nagysága minimális is lehet, de mindenképpen szükséges ha az elektródon folyamatos töltésáramlásra van lehetőség, akkor egyenáramú (DC – direct current) jelek is mérhetők vele – pl. nyugalmi membránpotenciál ha erre nincs lehetőség, akkor csak a feszültség változása, váltóáram (AC - alternating current) mérhető

Fém-elektrolit kölcsönhatás 3/9 ha fémet valamilyen oldatba helyezünk, felületéről ionok válnak le az elektród felületén kettős réteg alakul ki, a fém negatív, az oldat pozitív lesz – megszűnik a további leválás a potenciált a standard hidrogén elektródhoz képest a Nernst egyenlet adja meg ahol Eo a standard elektródpotenciál ha saját oldatába merül – elsőfajú, nem-polarizálódó elektród – egyenáram folyhat át rajta biológiai rendszerekben nincs ilyen – általában polarizálódó elektródokkal dolgozunk kivétel a másodfajú, nem polarizálódó elektród: fém, nehezen oldódó sója, annak telített oldata – pl. Ag/AgCl (ionszorzat= 1,8 x 10-10) E = Eo + RT/zF * ln(c) A kiváló, vagy leváló AgCl Cl ionokat von ki az oldatból. Az ionszorzat alapján kiszámítható, hogy ha a Cl-oldat tömény, akkor egy ehhez képest kis mértékű Cl koncentráció változás esetében, mennyivel változik az Ag koncentráció, ami az elektródpotenciált határozza meg. Eredetileg Ag=ionszorzat/Cl. A változás után Ag=ionszorzat/(Cl-x) . Ha x kicsi Cl-hez képest, akkor Ag minimálisan változik.

Az elektródok alapvető jellemzői 4/9 Az elektródok alapvető jellemzői polarizálódó nem polarizálódó standard elektródpotenciálok

Az elektródok típusai fém helyettesítő kép üveg – valójában sóhíd szén 5/9 Az elektródok típusai fém acél platina-iridium wolfram arany ezüst (Ag/AgCl) üveg – valójában sóhíd hegyes (sharp) patch multibarrel extracelluláris juxtacelluláris szén a fémelektród felüláteresztő szűrő helyettesítő kép Az Ag/AgCl ionszorzata 1,8*10-10 M2. Ha tehát 3 M-os KCl oldatot tételezünk fel, akkor az Ag+ koncentrációja a telített oldatban 6*10-11. Ha Ag+ leválás, vagy kiválás történik, azt az AgCl kicsapódása, vagy oldatba menése gyakorlatilag kompenzálja, anélkül, hogy a Cl- koncentráció, és ezzel együtt az elektrópotenciált meghatározó Ag+ koncentráció változna. az üvegelektród aluláteresztő szűrő

Détári, L., Juhász, G. and Kukorelli, T., J. EEG. 67 (1987) 159-166. 6/9 Az elektród mérete MUA multiple unit Détári, L., Juhász, G. and Kukorelli, T., J. EEG. 67 (1987) 159-166. mikro – egysejt aktivitás fém üveg szén vékonydrót – több sejt egyszerre – szeparáció kérdése  MUA – multiunit aktivitás EEG, field Csavar  array – elektród együttes emberen alkalmazható EMG

Az elektród használata 7/9 előállítás húzás  hegyezés, szigetelés  méretre vágás (vékonydrót) integrált áramköri technológia  elhelyezés, mozgatás sztereotaktikus atlaszok  10-20-as rendszer emberben, hajas fejbőrre Ag/AgCl elektród pasztával, sapka, háló akut kísérletben rögzített mechanikus  hidraulikus  piezo-elektromos elven működő  krónikus kísérletben miniatür elektródmozgatók 

A mérés helyének megjelölése lézió egyenáram – vízbontás nagyfrekvenciás váltóáram – koaguláció vas leválasztás, Berlini-kék reakció üveg elektród esetén festék kijuttatása nyomással elektroforézissel speciális lehetőség: vizsgált sejt megjelölése juxtacelluláris elvezetés, biocitin áramimpulzusok, míg a sejt nem reagál – felveszi a jelölést immunhisztokémiai kimutatás – kettős, vagy többes festés  8/9

Elektromos ingerlés idegingerlés centrális ingerlés 9/9 Elektromos ingerlés idegingerlés akut preparátumban kampó-, szívó, stb. elektród akut és krónikus preparátumban egyaránt: beszúrt elektród krónikus preparátumban idegre épített teflon+ezüst kombináció centrális ingerlés specifikus pályák ingerlése – pl. talamusz kéreg ingerlés kapcsolatok vizsgálata antidrómos ingerléssel  „központok” ingerlése – 50-100 Hz, széles impulzusok – pl. „ál-düh” egyenáramú és mágneses ingerlés

Détári, L., Juhász, G. and Kukorelli, T., J. EEG. 67 (1987) 159-166. Spike szeparáció MUA multiple unit Détári, L., Juhász, G. and Kukorelli, T., J. EEG. 67 (1987) 159-166.

Csavar elektród

Üvegelektród húzók

Előregyártott elektródok

Elektród array

Egér és patkány koponya

Patkány agy

Patkány koronális metszet

Sztereotaxis

Nóniusz skála

Hidraulikus elektródmozgató

Piezoelektromos elektródmozgató

Krónikus elektródmozgató

Antidrómos ingerlés

Michigan probes

Juxtacelluláris feltöltés

Patch elektród