next up previous contents
Next: Mittauslaitteiston asettamat vaatimukset Up: Rekisteröintiohjelmiston vaatimukset Previous: Yleistä

Mittausjärjestelyjen asettamat vaatimukset

Rekisteröintijärjestelmän tehtävä koetilanteissa on toisaalta dokumentoida mittaustapahtuma ja toisaalta ohjata kokeen aikana käytettävää laitteistoa. Dokumentoinnin näkökohdasta koetapahtumasta halutaan tallentaa ajan funktiona preparaatista mitattu signaali, preparaattia huuhtelevan elatusliuoksen koostumus, preparaatin lämpötila ja preparaattiin kohdistuvan valon intensiteetti ja aallonpituusjakauma. Nykyisessä mittausjärjestelmässä preparaatista rekisteröidään vain joko yksittäisen solun virtasignaalia tai koko verkkokalvon yli mitattua jännitettä. Valovastesignaalin lisäksi laitteistoon on suunniteltu lisättäväksi mahdollisuus pinta-pH:n mittaamiseen ioniselektiivisen mikroelektrodin avulla ja solun sisäisen pH:n mittaus fluoresoivien merkkiaineiden ja valomonistinputken avulla.

Periaatteessa mittaustilanteessa pyritään tallentamaan mitattavat signaalit ja dokumentoimaan kaikki mikä voi vaikuttaa signaaleihin. Mittauksen dokumentaatioon halutaan kirjata myös kaikki mahdolliset häiriötilanteet. Kaikki koejärjestelyn tiedot eivät välttämättä suoraan kuvaudu parametreiksi ajan funktiona, mutta tapahtumista voidaan haluta kirjata kellonaika.

Kokeen dokumentaatioon halutaan liittää mm. tutkimuksen kohteena olevan preparaatin tiedot, kuten koe-eläimen laji, lähde josta koe-eläin on hankittu ja hankinnan ajankohta. Nykyisessä mittauslaitteistossa preparaatin tyyppi voi olla joko kokonainen verkkokalvo tai yksittäinen näköaistinsolu. Mittauksissa yksittäisillä näköaistinsoluilla kokeen dokumentaation tulee kertoa ajanhetket, jolloin solu on imetty pipettiin sekä solun suunta pipetissä (sisäjäsen/ulkojäsen pipetin sisällä). Jos preparaatti joudutaan vaihtamaan kokeen aikana, vaihtojen ajanhetket tulee kirjata. Samoin yksittäissolumittauksissa mahdollisesti havaitut muutokset preparaatin soluissa (esim. turpoaminen) tulee kirjata kokeen dokumentaatioon.

Imupipettimittauksissa käytetyn pipetin tiedot ovat myös tärkeä osa kokeen dokumentaatiota. Oleellisia tietoja ovat pipetin sisähalkaisija ja resistanssi.

Preparaattia huuhtelevan elatusliuoksen koostumuksen lisäksi kokeen dokumentaatioon on hyvä kirjata myös liuosten valmistamiseen käytetyt kemikaalit ja varastoliuokset sekä mahdolliset elatusliuoksen virtaushäiriöt kokeen aikana.

Yleensä kokeen kohteena olevan preparaatin lämpötila pyritään pitämään vakiona. Jos mittauksen aikana aktiivisesti säädetään preparaatin lämpötilaa, nämä muutokset tulee luonnollisesti kirjata kokeen dokumentaatioon. Toisaalta myös jäähdytyksen häiriöt voivat olla oleellisia tietoja kokeen tuloksia analysoitaessa.

Koska mikrotietokone ei kontrolloi mittauselektroniikan asetuksia ne tulee kirjata erikseen. Signaalin vahvistus määrää yhdessä mittauksen tyypin kanssa A/D-muuntimelle johdetun signaalin yksikön. Analogisen suotimen asetukset puolestaan määräävät suodatuksessa tapahtuvan vaihesiirron aiheuttaman viiveen ja vaikuttavat luonnollisesti signaalin taajuussisältöön.

Stimulus- ja taustavaloon vaikuttavia tietoja ovat käytetty valonlähde ja optiset suotimet. Jos koesarjan aikana joudutaan esimerkiksi vaihtamaan käytetty lamppu, tieto tulee kirjata koesarjan dokumentaatioon. Myös muut mittaus- ja stimuluslaitteiston muutokset ovat oleellisia tietoja, jotka tulee kirjata.

Suuri osa yllä luetelluista tiedoista kirjataan koepäiväkirjaan, koska niitä ei tarvita analyysivaiheessa ohjelmiston suorittamien toimintojen ohjaukseen. Niinpä myöskään rekisteröintiohjelmiston ei tarvitse kyetä tallentamaan näitä kaikkia tietoja. Ohjelmiston tulee tallettaa mitattavat signaalit ja parametrit, jotka vaikuttavat signaalin jatkoanalyysiin. Kokeen aikana aktiivisesti kontrolloituja parametreja ovat preparaatille johdetun elatusliuoksen koostumus ja preparaattiin kohdistuvan valon intensiteetti ja aallonpituus. Joissain koejärjestelyissä myös preparaatin lämpötilaa säädellään.

Käytännössä esimerkiksi mittaussignaalin rekisteröinti koko kokeen ajalta ei ole mahdollista, koska data veisi liian paljon levytilaa. Laboratoriossa ei ole käytössä nauhuria, jolla mittaussignaali voitaisiin hyvin rekisteröidä koko kokeen ajalta. Niinpä rekisteröinti halutaan tehdä jaksoissa, joiden aikana preparaattia stimuloidaan eri tavoin. Tällaisia mittaussekvenssejä halutaan yleensä ajaa useaan kertaan, joten sekvenssejä tulee voida rakentaa valmiiksi kokeen alussa, mutta niiden modifioinnin tulee olla mahdollista myös kokeen aikana. Perusmittaussekvenssi, joka halutaan suorittaa, on seuraavanlainen:

1.
Aloitetaan rekisteröinti joko näppäimen painalluksesta tai määrätyllä ajanhetkellä.
2.
Annetaan preparaatille halutun kestoinen valosalama halutulla intensiteetillä määrätyn ajan kuluttua rekisteröinnin aloittamisesta.
3.
Lopetetaan rekisteröinti määrätyn ajan kuluttua valosalamasta.
Stimulusta edeltävällä rekisteröinnillä halutaan määrittää signaalin ryömintä, joka voidaan korjata analyysissä. Sekvenssin parametrit, jotka halutaan määrätä ja tallentaa ovat: Tutkittaessa sauvasoluja käytetään yleensä vain vihreää valoa, joten stimulusvalon aallonpituus on koko kokeen ajan vakio. Joskus halutaan spesifioida myös valosalaman aallonpituus. Koska stimulusvalon aallonpituusjakauma voidaan nykyisessä laitteistossa vaihtaa vain manuaalisesti, dokumentointiin on käytetty koepäiväkirjaa. Jos stimuloivan valon aallonpituusjakaumaa vaihdellaan kokeen aikana, dokumentointiin halutaan kutakin valosalamaa kohti parametri, joka kertoo, mitkä laboratoriossa käytössä olevat suotimet on asetettu stimuluskanavaan kunkin valostimuluksen aikana.

Toimintakäyrän määrittämistä varten halutaan usein rekisteröidä sarja yllä kuvattuja perussekvenssejä. Tämän tyyppisessä sekvenssisarjassa halutaan määrätä rekisteröintisekvenssien lukumäärä ja kullekin rekisteröintisekvenssille parametrit samoin kuin perussekvenssissä. Usein sekvenssisarjassa halutaan rekisteröidä peräkkäisiä vasteita siten, että valosalaman intensiteetti kasvaa vasteesta toiseen. Intensiteetit halutaan tällöin antaa kahdella parametrilla, joista ensimmäinen kertoo suodinten optisen tiheyden ensimmäisen valosalaman aikana ja toinen optisen tiheyden muutoksen sekvenssien välillä.

Joskus preparaatista halutaan seurata valovasteen lisäksi myös pimeävirran tasomuutoksia. Tällöin signaalia halutaan rekisteröidä jatkuvasti samalla kun preparaatille annetaan useita valosalamia. Tämän tyyppisessä sekvenssissä halutaan määrätä seuraavat parametrit:

Joskus preparaatille halutaan antaa valosalaman sijasta valoaskel. Yksinkertaisen valoaskeleen sisältävän rekisteröintisekvenssin parametrit ovat: Rekisteröintiä voidaan haluta suorittaa myös ilman minkäänlaisia stimuluksia. Tällöin rekisteröintisekvenssillä ei siis ole rekisteröinnin aloitusajan ja keston lisäksi mitään ylimääräisiä parametreja.

Kun käyttäjä on määritellyt ohjelmistolle yllä kuvattuja rekisteröintisekvenssejä ja sekvenssissarjoja, niitä tulee voida ajaa useita peräkkäin esim. siten, että kolmen perussekvenssin sarja ajetaan viisi kertaa peräkkäin. Sekvenssien lisäksi preparaatille tulee voida antaa halutunlainen valosalama tai valoaskel myös ilman rekisteröintiä. Tämä on tarpeen kun halutaan testata preparaatin valoherkkyys ennen varsinaisten mittausten aloittamista. Ohjelmiston tulee myös kyetä piirtämään haluttu kokeen aikana rekisteröity sekvenssi tietokoneen ruudulle. Tällä halutaan varmistua siitä, että signaalin mittaus, rekisteröinti ja tallennus toimivat oikein.

Ohjelmiston käyttöliittymän tulee toimia englannin kielellä, koska ohjelmistoa voivat joutua käyttämään vierailevat tutkijat, jotka eivät osaa suomea.


next up previous contents
Next: Mittauslaitteiston asettamat vaatimukset Up: Rekisteröintiohjelmiston vaatimukset Previous: Yleistä
Antti Miettinen
9/3/1997

Valid HTML 3.2!