Напряженность электрического поля

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1303787 писал(а):

Это (такие низкие токи) может быть только в одном случае - никаких других ионов, кроме ионов красителя, в препарате нет. А это, очевидно, не так.

Или они (другие ионы) обладают очень малой подвижностью, иначе почему у нервной ткани очень плохая проводимость?

Кстати, в той статье написано что перед экспериментов нерв вымачивали в течение суток в дистиллированной воде, вот весь натрий-хлор и вымылся :)
А, нет. Вымачивали после.

[EUgeneUS]

wrest
Давайте оценим

$I = \int\limits_{S}^{}(\vec{j} d\vec{S}) = \sigma SE$

UPD: чуть поправил формулу

При этом
$S = \pi r^2$, берем $r=1.5 mm$ (диаметр нерва 3 мм)
$E$ берем, как у авторов статьи: $40 V/cm$
$\sigma$ - на три порядка меньше чем у физраствора, у физраствора по порядку величины: $1 Sm/m$, то есть $10^{-3} Sm/m$

Получаем $I \sim 30 \mu A$.
Десятки микроампер, никакие не нано-
У ТС, за счет более короткого и толстого препарата, будет на 2-3 порядка больше. То есть единицы - десятки мА.
Если не будет ограничивать площадку, через которую поступает ток в препарат, только областью нанесения маркера.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1303808 писал(а):

на три порядка меньше чем у физраствора, у физраствора по порядку величины: $1 Sm/m$, то есть $10^{-3} Sm/m$

Тот текст что попался мне в этих ваших интернетах (но это не статья какая-то была, а что-то из разряда ОБС), говорит о диапазоне от миллисименсов до микросименсов. В других "источниках" проводимость нервной ткани указана как десятки миллисименсов а костной -- на пять порядков хуже, вот например отсюда https://studopedia.org/1-7464.html :

EUgeneUS в сообщении #1303808 писал(а):

У ТС, за счет более короткого и толстого препарата, будет на 2-3 порядка больше. То есть единицы - десятки мА.

У ТС - да, вообще неясно. Я не биолог, но слово "нерв" и "нервная ткань" для меня одно и то же, а вот является ли "кусок мозга" нервной тканью я не знаю -- там же в мозгах кровеносные сосуды должны быть, например. Ну и в мозг же типа нейроны, являются ли они по проводимости такими же как "нервная ткань" -- не знаю, у ТС много неизвестных.

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1303815 писал(а):

так что диапазон токов тогда от микроампер до наноампер.

Если использовать данные из приведенной Вами таблицы, то оценка возрастает в 40 раз до $0.1 - 0.15 mA$.

-- 13.04.2018, 13:13 --

wrest в сообщении #1303815 писал(а):

а костной -- на пять порядков хуже,

Из того, что я читал - это так, но костная ткань без надкостницы.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1303817 писал(а):

Если использовать данные из приведенной Вами таблицы, то оценка возрастает в 40 раз

Да, возрастает. Но я не знаю где верные данные...
Так что разброс оценок большой (несколько порядков).

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1303821 писал(а):

Так что разброс оценок большой (несколько порядков).

Это может быть связано с тем, что где-то удельная проводимость указана в сименсах на метр, где-то в сименсах на сантиметр. По порядку величины в одних единицах разброса быть не должно.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1303824 писал(а):

Это может быть связано с тем, что где-то удельная проводимость указана в сименсах на метр, где-то в сименсах на сантиметр.

Может, но мне попадалось именно на метр.
Вот например http://www.fizioterapiya.info/?page_id=659 :

Цитата:

Напротив, удельная электропроводность костной, жировой, нервной ткани, а в особенности грубоволокнистой соединительной ткани и зубной эмали чрезвычайно низкая ($10^{-3}-10^{-6}$ См • м-1).

Тут все в куче, но тем не менее миллисименсы.

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1303830 писал(а):

Тут все в куче, но тем не менее миллисименсы.

Именно, эту фразу помню, читал :)
Мутная по построению фраза, не ясно - приведенные значения относятся ко всему перечислению, или только после слов "а в особенности".

[Alexey Lk]

Всем снова доброго дня! Я тут слегка выпал, были дела, и пока меня не было я увидел что уже много чего написанно было)
Как верно было замечено я не знаю некоторых азов физики и электрохимии, в противном случае зачем бы я сюда писал. Так же было верно замечено что главной моей целью является применение методики авторов статьи к своему объекту. Скажу сразу - тратить сотни часов на то что бы в деталях разобратся с локальными областями физики или электрохимии в деталях - на что у иных уходит 5 лет профильного образования - без гарантии результата - у меня нет желания, мне проще спросить на форумах, и иначе какой смысл форума. Про планирование эксперимента - ну вот в процессе диалога планирование и происходит.

Какова цель - проверка принципиальной возможности разгона катиона маркера вдоль мембраны. Не важно - линейный ли это нерв или тотальный препарат. Неважно кристалл или нет, он все равно в мембране растворяется. Неважно будет двигатся он в моделиьном объекте под полем или нет (проверять все равно имеет смысл только на ткани). Важно проверить насколько это универсально и применимо к любому мембранному объекту.

Что я вынес из всех этих длинных речей которые здесь были произнесены:
1) электроды нужны из благородных металлов - ок, я уже нашел из технического серебра, с платиной или золотом это на неопреденное будущее.
2) электроды в статье прикладывали непосредственно к ткани - это мне сам автор написал. Так что ток шел напрямую а не через масло, здесь были иные мнения на форуме.
3) силу тока на блоке ЕС-400 не контролировали - цитирую дословно автора статьи которому я напрямую задал этот вопрос. Я не знаю что там насчет сопротивления ткани но интуитивно мне кажется что как бы это странно - прикладывать электроды напрямую к ткани и пускать силу тока в свободный полет. Можно мне не рассказывать о том что я понимаю или не понимаю - факт в том что мне самому нужно искать значения силы тока при которой препарат не поджарится.
4) блок питания с регулируемой мощностью и амперами я все таки приобрел, так что на мощностях смогу поиграть.
5) масло у меня минеральное как у авторов статьи, причем здесь подсолнечное я так и не понял.

Что я должен сделать как авторы:
1) взять два электрода из благородных металлов (серебро вместо платины).
2) поместить между ними образец мозга с маркером. Мозг без агара и мозг в агаре на физрастворе по флангам с центральной частью из агара на дистилляете (2 варианта).
3) пустить ток с напряжением до 48 вольт/см (значение из статьи) и с минимальной силой в 10мА (то что выдает мой блок питания на нижней границе значений)
4) и все это под минеральным маслом той же марки что и авторов.

В чем отличия моей методики от того что описано авторами кроме материала электродов и образца биологической ткани? Только без длинных рассуждений что я чего то не понимаю ладно). Если есть какие то отличия от схемы авторов что мне еще надо достать что бы их не было?

[wrest]

Alexey Lk в сообщении #1305918 писал(а):

3) пустить ток с напряжением до 48 вольт/см (значение из статьи) и с минимальной силой в 10мА (то что выдает мой блок питания на нижней границе значений)

Если вы думаете, что напряжение и ток вы можете регулировать на вашем блоке питания независимо, то это не так. Вы можете регулировать ИЛИ напряжение ИЛИ силу тока.
Напряжение и ток связаны между собой по так называемому закону Ома:

$$U=IR$$

$U$ - напряжение, вольт
$I$ - сила тока, ампер
$R$ - сопротивление, ом.

Сопротивление $R$ это внутреннее свойство вашего образца, вы не можете его изменить в процессе эксперимента. Поэтому, если вы подадите на образец напряжение конкретное напряжение $U$, то сила тока будет $I=U/R$ а если вы на блоке питания выставите силу тока $I$, то напряжение на образце станет $U=IR$. Поэтому вам уже стопицот раз написали: померьте сопротивление образца ДО того как подключите блок питания к нему.

К слову сказать, если ваш образец длиной 4 сантиметра, вы хотите чтобы на нем падало 48 вольт на сантиметр, и шел ток 10 миллиампер, то сопротивление такого образца должно быть $R=\dfrac{48\cdot 4}{10\cdot10^{-3}}=19 200$ Ом

[Alexey Lk]

wrest в сообщении #1305927 писал(а):

Alexey Lk в сообщении #1305918 писал(а):

3)

Поэтому вам уже стопицот раз написали: померьте сопротивление образца ДО того как подключите блок питания к нему.

К слову сказать, если ваш образец длиной 4 сантиметра, вы хотите чтобы на нем падало 48 вольт на сантиметр, и шел ток 10 миллиампер, то сопротивление такого образца должно быть $R=\dfrac{48\cdot 4}{10\cdot10^{-3}}=19 200$ Ом

Ок, Не вопрос, тут долго искать, не распишите мне как измерить сопротивление образца? Сейчас я могу это сделать.

Длинна образца 3-5 мм, а не сантиметров.

[wrest]

Alexey Lk в сообщении #1305931 писал(а):

не распишите мне как измерить сопротивление образца? Сейчас я могу это сделать.

Вот подробное видео: https://www.youtube.com/watch?v=6N07FIQbFfk

[Alexey Lk]

На тестере при повороте ручки на 2М вышло от 1.4 до 1.824, значение скакало но и выше этой цифры уже не поднималось, электроды тестера слишком грубые и образец в итоге был утерян. Ок - что дальше?

[wrest]

Alexey Lk в сообщении #1305948 писал(а):

На тестере при повороте ручки на 2М вышло от 1.4 до 1.824, значение скакало но и выше этой цифры уже не поднималось, электроды тестера слишком грубые и образец в итоге был утерян. Ок - что дальше?

Если буква "М" большая то это обычно мегаомы. Ну а дальше по закону Ома, если вы как вы говорите длина образца 5 миллиметров, а вам надо 48 вольт на сантиметр, то есть подать надо 24 вольта, ток будет 15 микроампер (что примерно в 700 раз меньше 10 миллиампер). Ну и скакать немного будет. Вопрос -- а будет ли вообще работать ваш блок питания без нагрузки -- оставляю вам: читайте инструкцию. Плюс это еще раз говорит в пользу того что надо контролировать эксперимент: мерить напряжение на выходе блока питания сторонним средством, да и силу тока бы неплохо.
Так что померили сопротивление вы, вероятно, неправильно. Может, неисправен ваш мультиметр, а может вы буквы "м" и "к" на крутилке перепутали (а это разница в 1000 раз).

-- 20.04.2018, 19:49 --

Alexey Lk в сообщении #1305948 писал(а):

электроды тестера слишком грубые

Тогда приставьте образец конкретно к тем электродам, с которыми собрались проводить опыт и померяйте сопротивление еще раз. Потом налейте на образец что вы там хотели налить (масло, физраствор и т.п.) и померяйте сопротивление еще раз.

[Alexey Lk]

[quote="Walker_XXI в сообщении #1303605"][quote="Alexey Lk в сообщении #1302200"]

"При этом протяжённое нервное волокно заменяете на срез мозга" - все верно

"платиновые электроды - на стальные" - на серебрянные

"минеральное масло (диэлектрик, кстати, предотвращающий дегидрацию ткани) - на физраствор" - на минеральное, уже не раз говорил об этом

"вместо инъекции готового маркёрного раствора используете кристалл красителя" - инъекция ничего не менят, только снижает концентрацию маркера, и для инъекции в ядро мозга нужен еще и инъектор от Narishige за 1200€, а для кристалла нет. Не аргумент иными словами

"который ещё должен раствориться" - DiI не может не растворится в мембране клетки, это же и есть липид.

"является ли Ваш краситель катионом - неизвестно" - известно, смотрите формулу, это перхлорат. Более того он даже оседает на отрицательно заряженных мембранных белках что затрудняет его диффузию

"напряжение подаёте неизвестно с какого БП и совершенно бесконтрольно..." - как и авторы статьи))) сейчас у меня блок на 0-5А и 0-30V, что еще надо?

"Вы всё еще утверждаете что воспроизводите описанный эксперимент?" - да!

"Ещё в школе на химии дети узнают, что физические и химические свойства элемента в составе других веществ и в виде простого вещества кардинально отличаются" - странный аргумент)))

"Вы ж состав маркёра знаете? Отчего неизвестность?" - что будет с синтетическим липидом при электрохимической реакции? Я не знаю, но подозреваю что он перестанет быть липидом))) это вопрос отдельного исследования если что.

"Ну и по-хорошему, не надо бы маркёру быть в виде кристалла и с анодом контактировать" - и я про то, поэтому и нужны агар-агаровые блоки на физрастворе. Вы можете посоветовать альтернативу с лучшей проводимость? Я бы разные варианты опробовал.

"Отсутствие понимания физики процесса" - поэтому я писал здесь)

"А Ваше недоумение по этому поводу вызывает моё недоумение (мягко говоря)" - извините но это ваши проблемы)

[

"В статье утверждается, что в масле нерв держится в кондиции до 10 дней. Вы не согласны?" - конечно не согласен, подержите мясо в минеральном масле 10 дней и посмотрите что от него останется - его начнет уже плесень уничтожать которой масло не помеха. А вообще легко проверяется - помещением контроля с маркером в масло на время и потом смотрим уже на срезах под микросокпом что там с морфологией, я как раз так и собираюсь сделать.

"Нужно осознать, что электроды из неблагородных металлов - это не вариант, т.к. они вступают в электрохимическую реакцию с тканями нерва (мозга) и с электролитами" - уже решили что серебрянные.


[


"Для Ваших опытов токи более 800 мА не должны понадобиться. Хотя..." - у меня минимум 10мА, максимум 5А.

"А кто мешает измерить электропроводность? Вообще в подобных экспериментах такие вещи нужно измерять самостоятельно, а не полагаться на чьи-то результаты" - ну ок, померял тестером сопротивление, на 2М вышло значение 1.824. Я правда сомневаюсь что сопротивление тотального образуца именно так топорно меряется ну да ладно, нормальный протокол я еще поищу.

"Мозг - не столь однородная ткань, как отдельное нервное волокно" - нет, совсем нет. Мозг это скопление ядер связанных между собой в разных проекциях.

"Ионный состав и проводимость разных участков могут разниться. Нам же важны те участки и ткани, в которых ожидается диффузия маркёра. Они важны. Но не они могут давать основной вклад в проводимость" - и?

"Вы серьёзно? Обгорят? С чего электродам обгорать? Они вступят в электрохимическую реакцию с тканями и жидкостями мозга, что исказит результаты и ускорит разрушение тканей" - все хорошо, но и у авторов статьи концы нерва разрушались, для этого и нужен агар-агар на физрастворе по флангам.

"Причём не подсолнечное, а минеральное" - у меня как раз минеральное, с чего вы взяли про подсолнечное? И авторы об этом писали

"Такие вещи Вы должны измерять лично в своём эксперименте на своём оборудовании со своими электродами, а никак не брать из справочников (тем более с форумов)" - из справочников, уж извините.

"Иначе это не наука, а псевдонаука и профанация" - улыбнуло)

"Ну а ток - какой получится, зависит от образца. Чем меньше - тем лучше" - 10мА подойдет?



"Ток не важен в описанном выше смысле: в идеале его быть не должно, но какой получится - зависит от образца. Но ток надо контролировать: чтобы не поджарить образец, чтобы не спалить приборы, чтобы понимать, что всё идёт как надо (ток соответствует расчётному, нигде ничего дополнительно не замкнуло, нигде нет обрывов)" - но ток есть, и надо знать безопасные значения что бы не потерять образец.



"как мне кажется, сейчас основная Ваша проблема - это не электроды и растворы, а полное отсутствие элементарных знаний из смежных областей" - а я и не спорил, поэтому я здесь все и спрашиваю

"Берясь за исследование биологических тканей электрохимическим способом, Вы не знаете ни физики, ни электрохимии даже на уровне средней школы" - стоп секунду, речь была не о осследовании тканей электрохимическим способом а о повторении методики. Предложите свою схему - мне проверить ее не составит труда (только без платины ладно).


"И если быть честным, то Вы не пытаетесь проверить правдивость статьи или воспроизвести их результаты. Вы пытаетесь применить описанную там методику к своим исследованиям в других условиях. И тут немаловажно проверить, насколько эти другие условия приемлемы для данной методики" - а вот это в самую точку. Если описанные условия в статье работают только на нерве - то это провал. Но у них то не сработало, это я по фото сужу как биолог, я то знаю как выглядит ткань когда метод работает. Но концепция сама хорошая, ее и надо проверить.

-- 20.04.2018, 21:09 --

[quote="wrest в сообщении #1305963"][quote="Alexey Lk в сообщении #1305948"]

"что померили сопротивление вы, вероятно, неправильно. Может, неисправен ваш мультиметр, а может вы буквы "м" и "к" на крутилке перепутали (а это разница в 1000 раз)" - я то же думаю что неправильно, сопротивление ткани так топорно не меряют, но наверняка есть протокол об этом. Буква была М, это точно. На к вообще ничего не происходило на всем диапазоне.

-- 20.04.2018, 21:12 --

15 микроампер! И как мне добится со своим блоком таких значений????

-- 20.04.2018, 21:41 --

Мне кстати любопытно, не отрицая важности исследования сопротивления ткани возникает вопрос - хотя может я чего не заметил? - а почему авторы статьи нигде не давали значений замеров сопротивления нерва? Какой никакой ориентир. Т.е ни силы тока, ни сопротивления в статье как я понимаю нет, но при этом как они справились. Беглый осмотр методик показывает (как я и думал) что тестером тут не обойтись. Проще найти лабу где этим занимаются и заказать измерение им.