EPC-10膜片钳放大器的使用绪论.doc

EPC 10膜片钳放大器的使用 东乐科技有限公司技术部主任 刘振伟 一、概述 德国HEKA公司生产的EPC（Extracellular patch clamp）系列放大器的早期型号为EPC 5，这是世界上最早的膜片钳放大器。此后陆续升级为EPC 7、EPC 8、EPC 9和EPC 10，EPC 9和EPC 10为全电脑控制的膜片钳放大器。目前EPC放大器的最高版本为EPC 10膜片钳放大器（截至到2011年7月），有EPC 10 USB和EPC 10 Plus两大类机型。本文讲解EPC 10 USB的使用。 EPC 10 USB膜片钳放大器主要有如下应用： 单通道记录：可记录亚pA级的单离子通道电流。 低噪声全细胞膜片钳记录、电压钳/电流钳/低频电压钳（LFVC）记录：可记录全细胞膜各种离子通道电流、细胞动作电位等。 传统细胞内记录：可记录动作电位、细胞放电等。 使用金属电极的场电位记录：如整体动物与脑片的诱发场电位记录。 突触长时程增强(LTP)/长时程抑制(LTD)记录：整体动物与脑片的LTP/LTD记录。 松散封接记录、人工脂膜离子通道、纳米孔等的记录：放大器探头有足够的大电流测量能力，最大可测量2 μA的电流。 离子选择性测量：采用离子选择性电极检测溶液中某一离子浓度。 电化学检测（伏安法/安培测量法）：如采用碳纤电极的细胞或膜片安培测量法，检测细胞某些物质的释放。 细胞胞吞/胞吐或突触递质释放的研究：采用膜电容测定法，可测量因细胞胞吞、胞吐或突触递质释放所引起的全细胞膜电容的微小变化。 EPC 10膜片钳放大器具有如下显著特点： 仪器面板的各个功能钮/键均为计算机控制，所有操作均在程序面板中通过鼠标与键盘进行。 面板程序可在PC机（Windows 2000\XP\Vista操作系统）和苹果机（Mac OS 10.4 及以上版本操作系统）上运行。 放大器本底噪声小于90 fA。 探头有三种反馈电阻，可测量的最大电流分别为200 pA (50 GΩ)、20 nA (500 MΩ)、2 μA (5 MΩ)，测量范围满足绝大多数电生理实验信号的要求。 电极电容（快电容）和膜电容（慢电容）补偿可自动进行。 液接电位实现了自动校正，无需其他常见膜片钳放大器的手工计算与校正。 具有Lock-in放大器功能，可对膜电容微小变化进行精确检测，用于与膜面积有关的细胞分泌等的研究。 通过软件扩展功能，可进行离子浓度荧光检测，实现光电联合检测。 EPC 10 USB主要具有如下四种机型： EPC 10 USB：含有一个探头，为一台膜片钳放大器。 EPC 10 USB Double：含有两个探头，为两台组合在一起的EPC 10放大器。 EPC 10 USB Triple：含有三个探头，为三台组合在一起的EPC 10放大器。 EPC 10 USB Quadro：含有四个探头，为四台组合在一起的EPC 10放大器。 上述任何一种机型在机箱内都包含一个LIH 8+8 AD/DA转换器，提供4个DA输出通路，满足每个放大器同时输出刺激的需要；同时提供8个独立的AD通路，满足独立的放大器对电流、电压信号的输入。 对于含有多个放大器的EPC 10 USB机型，可通过放大器软件面板选择某一放大器，使其激活。被激活的放大器可接受软件设置的命令，并在放大器面板上通过Digital Bus绿灯显示，当有软件命令输出给放大器时，Digital Bus灯会闪烁。未被激活的放大器不能接受命令信号，但只要选择上，仍然可随时被激活。 以下介绍的是EPC 10 USB。 二、探头 （一）探头特点 （1）EPC 10的探头呈狭窄长条形，体积较小，这样设计的目的是为了在有限的显微镜工作距离下，便于记录电极的操作。 （2）探头表面有探头的序列号，如果是Double机及以上机型，探头表面还有“Probe 2”等字样。 （3）底部有能固定在微操纵器上的塑料底座适配器，可与绝大多数类型的微操纵器直接进行匹配。在购置某些微操纵器时，要注意选择与探头匹配的适配器。 （4）探头内部有一个电流-电压转换器（Current-to-voltage converter），即摄入电流，输出电压。这与一般的微电极放大器探头不同，后者摄入和输出的均为电压。 （5）探头具有5 MΩ、500 MΩ和50 GΩ三种反馈电阻，分别用于记录双分子层膜、松散封接模式、大细胞等的大电流（～2 μA），一般的全细胞电流（～20 nA）和单通道电流（～200 pA）。 （二）探头连线 （1） 信号输入端口：用聚四氟乙烯（Teflon，白色）绝缘的BNC插口，与电极夹持器（Holder）直接连接。 （2）地线连接口（GND）：为黑色插孔，承载高质量接地信号，用于将浴池（参比）电极接地，也可用