Razvoj avtonomnega sistema za merjenje električnih lastnosti ravninskih lipidnih dvoslojevMONTANI, JAŠA (Avtor) Kramar , Peter (Mentor) ravninski lipidni dvoslojmeritveRed PitayaSCPICelična membrana in membrane celičnih organelov so v večini sestavljene iz lipidnih dvoslojev, ki vsebujejo tudi proteinske molekule. Izpostavitev celice električnemu polju ustrezne jakosti in trajanja povzroči povečano prepustnost celične membrane. Ta pojav imenujemo elektroporacija. Elektroporacijo danes rutinsko uporabljamo v biomedicini in biotehnologiji. Opravljene raziskave nakazujejo, da se spremembe v membrani – pore zaradi vsiljenega električnega polja pojavijo v lipidnih predelih celične membrane. Kot dober približek celične membrane pri raziskavah na področju elektroporacije velikokrat uporabljamo umetno ustvarjeni ravninski lipidni dvosloj. Ravninski lipidni dvosloj z makroskopskega vidika opišemo z lastnostmi, kot so: kapacitivnost, debelina, upornost oziroma prevodnost in porušitvena napetost. Vsaka izmed teh lastnosti potrebuje svoj princip merjenja. Meritve omenjenih lastnosti večinoma temeljijo na tokovnem oziroma napetostnem vzbujanju ravninskega lipidnega dvosloja in merjenju njegovega napetostnega oziroma tokovnega odziva. Postopki priprave ravninskega lipidnega dvosloja so časovno in tehnično zahtevni. Po postavitvi ravninskega lipidnega dvosloja preverimo ali smo ravninski lipidni dvosloj zgradili z merjenjem toka ob vzbujanju s 100 µs napetostnim pulzom amplitude 100 mV. Če je tok zanemarljivo majhen, izmerimo kapacitivnost po metodi razelektritve pulza ter ocenimo kvaliteto zgrajenega lipidnega dvosloja. Za tem ravninski lipidni dvosloj lahko preučujemo na različne načine. Merimo lahko denimo njegovo upornost in kapacitivnost skozi čas z impedančno metodo ali pa uporabimo linearno naraščajoč signal, da ravninski lipidni dvosloj porušimo in izmerimo porušitveno napetost. Poizkusi so lahko zelo zamudni, saj trajajo tudi po več ur ali cel dan. Namen magistrske naloge je razvoj avtonomnega merilnega sistema, ki poenostavlja, avtomatizira postopke gradnje ravninskega lipidnega dvosloja in merjenja električnih lastnosti. Ciljni uporabnik našega sistema je raziskovalec v laboratoriju. Sistem temelji na prirejenem vezju razvitem v diplomskem delu Roka Maliča. Dodali smo funkcionalnost za avtomatsko tvorjenje lipidnega dvosloja s pomočjo laboratorijskih injekcijskih črpalk WPI ALADDIN-1000, ki jih krmilimo preko protokola UART. Prav tako smo standardizirali tvorjenje vzbujalnih napetostnih signalov in omogočili merjenje toka in napetosti ter analiziranje izmerjenih podatkov. Razvili smo način, da uporabnik s sistemom upravlja preko osebnega računalnika in orodja MATLAB, za katerega smo izdelali enostaven uporabniški vmesnik na podlagi standardnih ukazov SCPI (ang: Standard Commands for Programmable Instruments).20202020-04-10 15:05:01Magistrsko delo/naloga115060sl