1

Elektródok

Bioelektromos jelek• 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

2/9

2

• 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)

Fém-elektrolit kölcsönhatás

E = Eo + RT/zF * ln(c)

3/9

polarizálódó

nem polarizálódó

standard elektródpotenciálok

4/9

Az elektródok alapvető jellemzői

3

Az elektródok típusai• fém

– acél– platina-iridium– wolfram– arany– ezüst (Ag/AgCl)

• üveg – valójában sóhíd– hegyes (sharp)– patch– multibarrel– extracelluláris– juxtacelluláris

• szén

az üvegelektród aluláteresztő szűrő

5/9

a fémelektród felüláteresztő szűrő

• helyettesítő kép

• 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 mérete6/9

4

• 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– rögzített– miniatür elektródmozgatók

Az elektród használata 7/9

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

5

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

9/9

6

Spike szeparáció

MUA

multiple unit

Détári, L., Juhász, G. and Kukorelli, T., J. EEG. 67 (1987) 159-166.

Csavar elektród

7

Üvegelektród húzók

Előregyártott elektródok

8

Elektród array

Egér és patkány koponya

9

Patkány agy

Patkány koronális metszet

10

Sztereotaxis

Nóniusz skála

11

Hidraulikus elektródmozgató

Piezoelektromos elektródmozgató

12

Krónikus elektródmozgató

Antidrómos ingerlés

13

Michigan probes

14

Juxtacelluláris feltöltés

15

Patch elektród