膜片鉗放大器電容補償方法對動作電位發(fā)放特性的研究.pdf

1、膜片鉗技術(shù)是通過測量pA級細(xì)胞離子通道電流來研究各種離子通道及其調(diào)控機制，但測量對象和測量儀器本身引入的快電容偽差信號，會改變動作電位的發(fā)放特性。為了準(zhǔn)確記錄細(xì)胞動作電位的發(fā)放，膜片鉗放大器采用了放大、頻率補償、電容補償及電阻補償?shù)纫幌盗械难a償技術(shù)。快電容補償技術(shù)是其中關(guān)鍵技術(shù)之一，來減小細(xì)胞進(jìn)行封接時引入的較大瞬態(tài)偽差信號。本文在分析快電容偽差信號對動作電位發(fā)放特性影響的基礎(chǔ)上，對比傳統(tǒng)快電容補償方法，提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的快電

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

3、電容補償算法。首先利用MATLAB軟件建立快電容補償模型，并通過訓(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，實現(xiàn)快電容的自動補償。通過MATLAB SIMULINK軟件建立膜片鉗系統(tǒng)的電路模型，根據(jù)傳統(tǒng)補償算法與基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快電容補償算法得到的補償參數(shù)進(jìn)行電路仿真。實驗結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償算法能夠使10nA的偽差信號下降到2.4pA，相較于傳統(tǒng)補償算法的偽差電流信號降低了2/3左右，提高了快電容的補償精度。<