Entwicklung eines elektronischen Messsystems (60 Kanäle, 24 Bit, 32kSPS) für neuronale Zellen auf Mikroelektroden Arrays

Thomas Reiter, Emmerich Bertagnolli, Heinz Wanzenböck
2016
Elektrophysiologische Untersuchungen von Nervenzellen sind seit Längerem bekannt und sind ein vielversprechendes Werkzeug für die Grundlagenforschung und Wirkstoffforschung geworden. Die folgende Diplomarbeit stellt die Entwicklung eines in-vitro elektrophysiologischen Messsystems dar. Dabei wird das Aktionspotential von elektrisch aktiven Zellen extrazellulär über ein Mikroelektroden-Array gemessen. Die größte Herausforderung an das Messsystem liegt dabei, Messsignale mit Amplituden im
more » ... ch aufzuzeichnen und dabei noch einen Signalrauschabstand zu erhalten, welcher Rückschlüsse auf das Nervensignal zulässt. Daher musste ein geeignetes Messkonzept gefunden werden, welches möglichst unempfindlich gegenüber Störquellen ist. Diverse Verstärker und Filterstufen wurden mit Hilfe von Simulationen entwickelt und verbessert. Durch einen modularen Aufbau bietet das System die Möglichkeit einer flexiblen Kanalerweiterung und als Vorhalt wurde eine Stimulationsmöglichkeit sowie eine Impedanz Messung integriert. Dadurch konnten die Systemkosten relativ niedrig gehalten werden. Eine Evaluierung des Messsystems konnte im ersten Schritt mit einem Signalgenerator und im zweiten Schritt mit lebenden Nervensignalen erfolgreich erhoben werden.
doi:10.34726/hss.2016.39045 fatcat:7bwv52dbdbgnfnmkdfc4irfbm4