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单探头超低噪声膜片钳放大器

时间:2012-08-05 01:17来源:网络 作者:未知 阅读:

单通道记录(最佳)、全细胞记录、人工双分子层膜片钳记录、松散封接记录、电化学检测(伏安法/安培测量法)。最适进行单通道记录,尤其是小电导的单通道记录。

Axopatch 200B 膜片钳提供了最低噪音的膜片钳放大器技术。膜片模式中开放电路(放大器)的噪音已经被降低到了空前低的水平:< 15千亿分之一安培(rms),1千赫兹带宽以下; < 60千亿分之一安培(rms),5千赫兹带宽以下;以及< 130千亿分之一安培(rms) ,10千赫兹带宽以下,所有值都使用8极贝塞尔滤波器进行测量。使用吸管架时的噪音仍然较低(145千亿分之一rms,低于10千赫兹带宽时)。它在实际记录中被转化成低噪音;这个噪音性能部分通过将探头内部的输入场效应晶体管冷却到零度以下来实现。

 

优良的噪音性能只是其优点的一部分。重新设计的、细长的探头改善了电极穿透标本的能力,使其较容易的装配到显微镜下面。现在,我们在一个探头包含了两个完整细胞的范围(先前可以使用的只有两个分开的探头)。

 

200B包括了200A的所有特征,还增加了一些。增加的特征包括单独的探头中的三个记录配置(一个膜片和两个完整细胞的范围,电容补偿的范围为100 pF和1000 pF)、电化学测量增加的电压和电流指令范围(到 ±1V)、电容测量的内置电容振动能力、增加了对电流钳电路的串联电阻来改善性能。封接实验现在在电流钳模式下可以提供电流步进;在电压钳模式下可以提供电压步进。泄露减少在最重要的电阻范围更加灵敏。记录带宽增加了两倍,达到了100千赫兹。指令和带宽范围更大。串联电阻补偿现在在电流钳和电压钳模式均可使用,以便进行电桥平衡。

一台精致的仪器

Axopatch 200B是Axon仪器公司主要的膜片钳放大器的最新版本,整合了单通道记录创新的电容反馈技术、全细胞记录的电阻反馈技术;提供了单通道和全细胞膜片钳最佳的性能。通用特征包括破裂(在进入全细胞时,使膜片破裂)双速电流钳(在小细胞中可以进行较快的电流钳);在电压钳中使用保持指令设置电压指令,在电流钳中设置电流指令;在专用的电流输出上选择三个增益设置中的一个(适用于膜片模式、全细胞模式和松散的膜片模式)。

Axopatch 200B提供了低噪音单通道记录。令人惊讶的是,当膜片吸管架附属到探头输入,吸液管电容完全得到补偿(消除了电容的瞬时充电)时,开放电路的低噪音从0.13 pA rms (10千赫兹) 增加到了仅0.145 pA rms。电容反馈技术的功率如下所示:(图1)在室温时,电容反馈明显的要高于电阻反馈技术;冷却的电容反馈更好。可以实现空前的超低噪音记录。

空前的性能、效用和轻松使用
包括:对全细胞电容补偿的有效控制、独特的串联电阻补偿的“增压作用”形式,可以补充传统的“修正”形式以及可以变化的滞后控制;1000个动态范围内的输出增益;四极贝塞尔滤波器;随带的泄露减少;双重的外部指令输入;多功能面板仪表显示的保持指令、rms电流噪音、细胞膜电位、探头输出时的示踪电位和电流;输出增益、滤波效率、探头模式(增益)以及测量细胞电容的电报输出值;破裂以及双速电流迁。 同时,Axopatch 200B电解是接地的,方便使用,指令和补偿电位的增加比较简单。

 

超低噪音的单通道记录 

集成探头模式
具有超低噪音和优良的线性,Axopatch 200B电容反馈集成探头对测量sub-picoamp 电流信号是非常理想的。使用这种技术,电子电路的噪音已经被降低到了这样一个水平:零件自身固有的水平已经变的非常重要了。在Axopatch 200B中, 我们引入了对关键电路零件的冷却,从而可以减少热噪音,将放大器本身的噪音降低到可能的最低水平。Axopatch 200B 是超低噪音的放大器。

双分子膜
在人造的双分子膜实验中有益的探头必须是稳定的,具有较大的输入电容负载。Axopatch 200B是坚实的,输入电容为1000 pF. 而且, Axopatch 200B中的集成技术使双分子膜的电压可以迅速的步进。原因有二:首先,积分器通常都有较大的动态范围,使其可以瞬时通过几个微安培的电流。其次,在较大的指令电压步进时,积分器进入到重置状态。在这种状态下, 探头继续作为电压钳放大器进行运行;但是其反馈电阻非常低。在积分器处于重置状态的几个毫秒,它可以通过最大为一个毫安的电流,可以使双分子膜电容迅速充电。

优良的全细胞的性能 

电阻探头模式
在全细胞记录中,细胞和环境本身产生的电流噪音要比膜片钳放大器产生的噪音大的多。因此,在全细胞模式中,低噪音电容反馈探头的优势不能得到有效的利用。处于这种原因, Axopatch 200B对全细胞模式的膜片钳记录使用了传统的电阻反馈探头电子装置。CV 203BU 探头包括两个反馈电阻,在全细胞模式下可以提供非常广泛的电流通过能力。500兆欧姆的反馈电阻 (ß=1)提供了低噪音和大电流通过能力 (20 nA)。对较大的电流,可以转换到50兆欧姆的反馈电阻 (ß=0.1),通过电流可以达到200 nA.

串联电阻补偿
串联电阻补偿有两个目的:预测和修正

串联电阻预测
通过暂时的增加指令电压步进(“增压作用”)的尺寸,膜片电位可以迅速的获得赋值。

串联电阻修正
要排除电极中电压下降造成的错误;改善记录带宽,可以使用正反馈通过向探头的指令输入中增加与测量的电流成比例的信号来增加指令电位。串联电阻预测和修正在Axopatch 200B上可以一起使用或者分开使用。

双速电流钳
Axopatch 200B使用双速电流钳,优化速度和稳定性。速度的选择由吸液管电阻决定。对超过10兆欧姆的吸液管电阻来说,可以使用I-钳FAST(快速)模式在很多试验环境下可以获得10微秒的上升时间。I-钳NORMAL(标准)模式保证1兆欧姆以上的任何吸液管的稳定性。此外,电流钳可以使电流钳制到零(I=0模式),在形成密封之前,当接近细胞时,缓慢的钳制到零电流(示踪模式),这样有益于跟随吸液管偏移中的缓慢变化。此外,Axopatch 200B包括电流钳中的串联电阻补偿,使由于吸液管电阻造成的电压错误可以进行修正。

 

(责任编辑:泉水)
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