Tek kanallı mikroelektrodlarla aksiyon potansiyellerinin kaydı ve analizi
Design of a single-channel micropipette amplifier for recording and analysis of action potential
Yazar: KADİR TÜRK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TEMEL KAYIKÇIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1998
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Aksiyon potansiyelleri = Action potentials ; Biyoelektrik = Bioelectric ; Empedans = Impedance ; Gürültü = Noise ; Hücreler = Cells

Özet:
Bazı hücre sınıflarının elektrokimyasal aktivitelerinin sonucu olarak biyoelektriksel potansiyeller üretilir. Elektriksel olarak istiharat ve aksiyon potansiyeli ortaya çıkar. Aksiyon potansiyeli hücre zarının zaman içinde özel iyonlara karşı özellikle sodyum ve potasyuma geçirgenliğinin değişmesiyle ortaya çıkar. Bu çalışmada, serebellar (beyincik) hücrelerinden tek kanallı mikropipetlerle spontan aksiyon potansiyellerinin kaydı için bir donanım gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu donanımla, anti-psikotik ilaçların bu hücrelere olan etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen sistem şunları içerir; 1) solüsyondaki iyonik akımı, teldeki elektron akımına dönüştüren mikroelektrod, 2) hücre içine giren mikropipet maniplatör, 3) biopotansiyel sinyallerini yükselten amplifikatör, 4) 50Hz ve onun harmoniklerini süzen filtre, 5) A/D çevirici ve 6) aksiyon potansiyellerini görüntüleyen ve katdeden bilgisayar. Mikropipet mikromaniplatöre sabitlenir ve mikromaniplatör hareket ettirilerek hücreye girilmeye çalışılır. Hücreye girildiğinde beynin normal çalışması sırasında oluşan aksiyon potansiyeli hem osiloskop ekranında görülür. İstenirse bilgisayara kayıt yapılır. Daha sonra gerçekleştirilen bilgisayar programıyla yapılan kayıtlar filitrelenir ve incelenir. Bu sistem kullanılarak Sprogue-Dowley sıçanlarından (rat) hem in-vivo hem de in- vitro olarak aksiyon potansiyellerinin kaydını yapmak mümkün olmuştur. Anahtar Kelimeler : Aksiyon Potansiyeli, Membran Potansiyeli, Mikropipet,Yüksek Empedans, Gürültü, purkinje Hücreleri, Beyincik VI

Abstract:
Bioelectric potential are produced as a result of electrochemical activity of a certain class of cells. Electrically they exhibit a resting and action potential. The origin of the action potential lies in the voltage and time-dependent nature of the membrane permabilities to specific ions, notably sodium and potassium. In this thesis, a setup was designed to record the spontaneous action potential from the cerebellum cells. This set up was aimed to observed the effect of anti-psychotic drugs on the cells. The whole steep consist of 1) microelectrode, converting Ionic current in solution into electron currents to the gold wire, 2) the micropipette manipulator, providing insert drift operation into the cells, 3) the amplifier, amplifying the action potential, 4) the high pass filter, suppressing out frequency of 50Hz and its harmonics 5) the A/D converter, and 6) a PC, displaying and storing the action potential. Micropipette is fixed to manipulator and by moving manipulator it is tried to be entered to cell. When entered to cell, action potential which constituted during normal brain actions is observed on oscilloscope and computer screens. If desired, the data can be stored. Later, records are filtered and examined. Using this setup we have successfully recorded the action potential from cerebellar purkinje cells. The experiment was done not only in-vivo but also in-vitro. Key words : Action Potential, Membrane Potential, Micropipette, High Impedance, Noise, Purkinje Cells, Cerebellum VII