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產品介紹 當前位置:首頁 > 產品介紹 > 斑馬魚研究設備

類型: 斑馬魚研究設備

名稱:斑馬魚胞內單細胞測量系統

CellFish intracellular single heart cell measuring system

型號:ZFS-03

  • 產品介紹
  • 產品特點
  • 產品參數
  • 產品應用
  • 文獻參考

MDE 公司通過標準的微電極技術,多年來已成功的設計開發了自己獨特的工作站。更深入的開發了針對胚胎(the embryonic)和成年斑馬魚心臟(adult zebrafish heart)離子通道( ion channels)電壓響應(AP)的測量-----CellFish system。

 

標準微電極方法優勢(The advantage of the standard microelectrode method)

近幾十年來研究證明,斑馬魚是心臟研究的首選研究課題,尤其是心臟生理和藥理試驗,斑馬魚心臟電生理學顯示了許多相似點,目前使用的哺乳動物實驗模型,例如:離子通道(ion channels)、心電圖(ECG)等,它有一個獨特的生理發展適應性?;谙嗨菩缘陌l現,應用在哺乳動物的細胞(cellular)技術(標準微電極(standard microelectrode)、膜片鉗(patch clamp))也用于對斑馬魚的研究了。

 

 

Atrial and ventricular cardiac action potentials 

 

成年斑馬魚the adult zebrafish (A),人類human(B)和小鼠mouse (C)心房和心室心臟動作電位

 

圖中分別是成年斑馬魚the adult zebrafish (A),人類human(B)和小鼠mouse (C)的心房(左列)和心室(右列)心臟動作電位的代表性圖形,斑馬魚自發的搏動的心臟APs記錄是在28°下測量的,而人類和小鼠心臟組織是在37°C下通過1赫茲的頻率刺激測定的,斑馬魚的記錄是從心室的心尖一半和從心房的中心區域獲得。

 

標準微電極技術的優點是,橫跨膜的變化記錄從制備電極刺穿到放大器,在一個細胞的準備、電極的尖端檢測細胞內空間與細胞外空間的電勢變化。這種技術確保了細胞內外空間之間的電壓變化,由此可對所引起的給定區域的所有活躍的離子通道進行測量,測量方法獲得的ECG信號,定義了心電圖(ECG)的曲線形成,該心臟生理檢查方法的曲線形成已在臨床實踐中廣泛使用。

 

 

 

系統組成

1. 機械單元(Mechanical unit);

2. 測量系統(Measuring system):

① 高輸入阻抗(High input impedance)、低噪聲放大器 low noise amplifier );

② 數據顯示、存儲和分析硬件/軟件(EASY-CEL);

 

機械單元(The mechanical unit):

它的底部是一個高度穩定,無振動平臺,從而保持了成魚 (adult)和胚胎標本(embryonic specimen)的制備,各組件功能:

 

       

 Mechanical unit(機械裝置)        Flowchart the mechanical unit(機械裝置流程圖)

 

1) 成魚心臟解剖器官浴模式(The organbath modes for adult fish heart dissection)

開循環(Open circuit)


生理溶液在器官浴里不斷流動和保持合適的液體水位便于泵抽吸。

 

 

 

閉循環(Closed circuit)
流動的生理溶液中止:龍頭1閉合,龍頭3打開時泵就停止,該溶液就可以添加到器官里。

 

 

2) 試驗裝置(The setup of equipment necessary for the experiment)

 

系統設計優點之一是所必需的試驗設備(pl:操縱器(manipulators)、器官?。?/span>organ bath)、燈光( lighting)、等等)被安裝在工作臺最佳位置,另一個優點是試驗人員可以靈活的改變工作臺上的器官浴位置,以適應任何的物種,設定穿刺由器官浴的縱向可調支承的位置。該解決方案允許多個胚胎的同時測量。

 

 

 The mechanical design of the system

 

     

 

Embryo in the bath 浴槽里胚胎    The organ bath 器官浴槽

 

 

 

 

 


 

存儲模式(Store mode) 

提供有主曲線顯示,某一個特定時刻的存儲、在測量過程中的任何時間、并比較該曲線與在該時刻測量或監測的曲線。此外,還有一種可能性,以計算平均距離的曲線。


                                 

                 Store mode                                                                         Average mode

 

刺激隔離器(Internal stimulator with  isolated power output stage)

Parameter ranges:參數范圍:

1.  脈沖周期Pulse Period (PP)500μs...999 s

2.  延遲Delay (DE)0.1μs...999 s

3. 脈沖寬度Impulse Width (PW)10μs.. .999 s

4.  訓練延遲Train Delay (TD)10 μs...999 s

5. 訓練編號Train Number (TN) 1 ... 999


刺激隔離器性能規格:

1.  最大輸出電壓Max. output voltage ± 10 V, ± 100 V

2. 電流限制Current limit ± 10 mA, ± 100 mA

 

       

          Stimulator settings                                     Stimulator module

 

 

 

 

 

 

 

刺激隔離器(Internal stimulator with isolated power output stage)

Parameter ranges:參數范圍:

1. 脈沖周期Pulse Period (PP)500μs...999 s

2. 延遲Delay (DE)0.1μs...999 s

3. 脈沖寬度Impulse Width (PW)10μs.. .999 s

4. 訓練延遲Train Delay (TD)10 μs...999 s

5. 訓練編號Train Number (TN) 1 ... 999

 

刺激隔離器性能規格:

1. 最大輸出電壓Max. output voltage ± 10 V, ± 100 V

2. 電流限制Current limit ± 10 mA, ± 100 mA

 

心臟單細胞(Heart single-cell registration)

對于與標準的微電極技術測量心臟的AP曲線,在聯機模式中的以下參數被顯示,分析和存儲,在測量過程中。在后期的脫機模式下的AP曲線和保存的參數可被重新分析和修飾:

1. RP – rest potential

2. TOP – taking off potential

3. APA1 – AP to the RP = OS – RP

4. APA2 – AP to the MDP =OS – MDP

5. MDP – minimum potential

6. OS – overshot

7. APD10 –10% coming back

8. APD25 –25% coming back

9. APD50 –50% coming back

10. APD75 –75% coming back

11. APD90 - 90% coming back

12. APD50mV –50mV coming back

13. CT – leading time

14. dVmax – the fastest point of the rising branch of the sign

15. dVmin – the fastest point of the descending branch of the signal

 

系統配置:

完整的工作站(Complete Workstation): 包含放大器,硬件接口,軟件,刺激隔離器和電腦。

 

          

                     preamplifier                 Stimulator module             Cetral workstation



                                     刺激隔離器 


                                     

          Converter                         preamplifier             Easy CELL software module

 

附件Additional devices :

 

     

 法拉第籠KFA Faraday cage           球形操縱器帶刺激電極               精密操縱器 (1μm/pace X,Y plane)

 

 

 

 

 

 

 

 

測量系統The measuring system
為了實現這些有利的參數,線性放大器被選為參考接地,所有的這些服務功能由放大器提供(例如:容量補償(capacity compensation)、電阻測量(resistance measurement),直流電極接觸電勢取消(DC electrode contact potential cancellation )等)都可以通過不斷的電阻(1?)參考接地。


包含組件:

1.  高輸入阻抗(high input impedance(1012?),

   低噪音(low noise),低容量(low capacity(25pF) 放大器,

2.  隔離刺激器(isolated stimulator end stage 10V/10mA),

3.  INTRASYS測量、分析和數據存儲軟硬件系統與刺激器模塊。

為了避免外部噪聲污染(由于該系統不包含任何過濾器),并保持容量低,與力學共同的屏蔽接地點已被設計好。通過這一點,我們可連接到法拉第籠的屏蔽接地(GND)。

 

                                  測量系統(The measuring system


1) 放大器(amplifier)

該放大器是為標準的微電極技術開發的,應用技術解決方案允許使用10MΩ和100MΩ之間的玻璃電極的AP信號精確傳輸。放大器包含兩部分:一個是““INTE”高輸入阻抗前置放大器,它可以直接連接到電極套管(例如:WPI, Harvard, Clark, etc.);另一元件是功率放大器,其中包含先前描述的電路元件,并且提供了連接到數據成像,存儲和分析用硬件-軟件系統(EASY-CEL)。


    

                        preamplifier                                                   amplifier

 

2) EASY-CEL 軟硬件

EASY-CEL是一個單通道存儲示波器軟件,該軟件可被用于顯示,存儲和分析細胞內外電位,引發在心臟或任何其他解剖區域(例如:腦(brain)、骨髓( bone marrow)等)的體內( in-vivo)或體外(in-vitro)的方法。

 

         

 單細胞活動(One-cell activity)                  皮層誘發電位(Cortical evoked potentials)


       

 心臟單細胞(Heart one cell)                  細胞內單個神經細胞(Intracellular one neuronal cell) 

 

心臟單細胞(Heart single-cell registration) 

對于與標準的微電極技術測量心臟的AP曲線,在聯機模式中的以下參數被顯示,分析和存儲,在測量過程中。在后期的脫機模式下的AP曲線和保存的參數可被重新分析和修飾:

1.  RP – rest potential 

2.  TOP – taking off potential

3.  APA1 – AP to the RP = OS – RP

4.  APA2 – AP to the MDP =OS – MDP

5.  MDP – minimum potential

6.  OS – overshot

7.  APD10 –10% coming back

8.  APD25 –25% coming back

9.  APD50 –50% coming back

10. APD75 –75% coming back

11. APD90 - 90% coming back

12. APD50mV –50mV coming back

13. CT – leading time

14. dVmax – the fastest point of the rising branch of the sign

15. dVmin – the fastest point of the descending branch of the signal

 

   

           Software surface                                            Analyzed parameters

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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