10. Конструкция электродов.
Стандартный водоро́дный электро́д
Схема стандартного водородного электрода:
Платиновый электрод.
Подводимый газообразный водород.
Раствор кислоты (обычно HCl), в котором концентрация H+ = 1 моль/л.
Водяной затвор, препятствующий попаданию кислорода воздуха.
Электролитический мост (состоящий из концентрированного р-ра KCl), позволяющий присоединить вторую половину гальванического элемента.
Игольчатые, стеклянные, микроэлектроды.
Стекля́нный микроэлектро́д — очень тонкая стеклянная пипетка, заполненная электролитом. Используется в электрофизиологии. Разработка микроэлектродных методов позволила вести электрофизиологические исследования на уровне отдельных клеток.
Диаметр кончика стеклянного микроэлектрода около 0,5 мкм, иногда — менее 0,1 мкм, при разглядывании воптический микроскоп он может быть неразличим.
Не следует путать этот инструмент с субтильными моделями ионометрических стеклянных электродов, в частности, также используемых в электрофизиологии.
Существует три основных способа использования микроэлектродов:
для внутриклеточной регистрации электрических параметров клеточных мембран,
для поляризации клеточных мембран электрическим током,
для введения различных веществ внутрь клетки (ионофорез) или подачи их на её поверхность (аппликация).
Дальнейшим развитием микроэлектродной техники явился метод локальной фиксации потенциала (метод пэтч кламп)[2]. Разработанные для этого метода специальные типы микроэлектродов обычно называют микропипетками. Чувствительность метода позволяет регистрировать активность отдельных ионных каналов клеточной мембраны.
Материалом для изготовления микроэлектродов служит стеклянный капилляр диаметром около 1 мм. Обычно используют марку стекла «Пирекс», реже применяют другие типы стекла — алюмосиликатное 38-ЗС и кварцевое стекло. Часто в качестве заготовок берут капилляр со вплавленными внутрь него стеклянными нитями — в таком случае в дальнейшем облегчается заполнение микроэлектрода электролитом. Заготовки тщательно очищают.
Приготовление микропипетки
Стеклянный микроэлектрод изготавливается вытягиванием и разрывом нагретого капилляра на специальном приспособлении — пуллере (микрокузнице). Параметры получающегося микроэлектрода зависят от выбранного сорта стекла, диаметра капилляра, температуры нагрева, момента начала рывка и его силы. Наиболее совершенные модели современных пуллеров с микропроцессорным управлением позволяют программировать различные формы кончика вытягиваемой микропипетки, обеспечивая заранее заданные свойства и хорошую их повторяемость.
Цилиндрическая часть получившейся заготовки плавно суживается, переходя в колющую часть. Вытянутые микропипетки осматривают под микроскопом, при диаметре колющего кончика менее 0,5 мкм он неразличим, теряясь в интерференционной кайме. В некоторых случаях кончик микроэлектрода дополнительно особым образом затачивают или оплавляют.
Микроэлектроды для пэтч кламп дополнительно покрывают силиконом для обеспечения формирования гигаомного контакта при касании мембраны клетки.