dPatch®

Rauscharmes Patch-Clamp- Verstärkersystem mit höchster Zeitauflösung (Sutter Instrument)

Beschreibung

 

 

Der dPatch ist entweder als Ein- oder Zweikanal (mit zwei Messköpfen; Headstages) erhältlich.  Die  Konstruktion des Geräts erlaubt das freie Aus- und Vertauschen der Messköpfe, oder Hinzufügen eines weiteren Geräts zur Einzelkanalversion, mit Plug-and-Play-Installation.  Die beiden Messköpfe sind unanhängig voneinander konfigurierbar für entweder Voltage Clamp oder echtem Voltage Clamp.  Die Daten werden von  beiden Messköpfen unabhängig voneinander aufgenommen und vollständig zueinander synchronisiert.

5 MHz Auslesrate, bis zu 22 bit Auflösung

Eine große Besonderheit des dPatch ist das Ausleseverfahren der Messköpfe.  Jeder Messkopf wird kontinuierlich mit 5 MHz ausgelesen.  Die Auslesedaten warden in einer von zehn möglichen Einstellungen zwischen 1 MHz und 1 kHz gefiltert.  Die Datentiefe ist 18 bit bei der Einstellung 1 MHz.  Bei niedigerer Filtereinstellung wird die zeitliche Datenauflösung  automatisch heruntergesetzt. Bei 2 kHz bietet der dPatch eine Amplitudenauflösung von 22 bit.

Durch das eingebaute Datenakquisitionssystem wird keine zusätzlicher D/A-Konverter benötigt
Der dPatch hat acht voll unabhängige Analog-Eingangskanäle, 4 Analogausgänge und 16 digitale TTL-Ausgänge.  Alle Ein- und Ausgänge werden synchron ausgelesen (alle Analogeingänge mit 200 kHz, alle digitalen und analogen Ausgänge mit 250 kHz).

 

SutterPatch®-Software

Ddf dPatch-Verstärker  ist zusammen mit der zugehörigen Software SutterPatch® so entwickelt worden, dass mit der eigentlichen Messung zugleich auch alle Verstärkereinstellungen und experimentellen Parameter automatisch aufgenommen und in Verbindung mit den übrigen Rohdaten abgespeichert werden. Auf diese Weise werden nicht nur alle Verstärker- und Datenakquisionseinstellungen sondern auch die Zeitabläufe des gesamten Experiments sicher registriert und in den Datensätzen festgehalten.  Da Verstärker und Datenaufnahme vollständig Computer-gesteuert sind, sind über die Software auch alle Einstellungen in der Hardware zugänglich, und jede Änderung während eines laufenden Experiments kann hinterher reproduzierbar nachvollzogen werden, ungeachtet ob die jeweilige Zustandsänderung vorher programmiert war oder durch den Nutzer während des Experiments manuell vorgenommen wird.

Registrierung auch von externen Daten

Neben der Funktion, Statusänderungen der angeschlossenen Peripheriegeräte automatisch mit aufzunehmen, kann der Nutzer auch Ereignisse wie zum Beispiel Stimulation oder sonstige Veränderungen in nicht mit dem IPA-System verbundenen Peripheriegeräten in die laufende Datenaufnahme eintragen und mit abspeichern lassen.

Informationen über Randbedingungen und Umgebungsparametern sowie detaillierte Angaben über die untersuchte Probe können ebenfalls mit den Rohdaten gespeichert werden.  Über 500 Metadaten-Kategorien sind zur Verwendung vorkonfiguriert. Beispiele dafür sind Tierart und -stamm, Datum und Uhrzeit der Zellpräparation, Badlösungen, Pipettenwiderstand, Geräteeigenschaften, und weitere Informationen über die verwendeten Stimuli.

Datanausgabe und -analyse

Die SutterPatch®-Software wurde entwickelt, um die Datendurchsicht und -analyse komplexer Datensätze für den Nutzer erheblich zu vereinfachen.  Das „scope“-Fenster eignet sich zur Darstellung in verschiedenen Modi, in zwei- und innovative dreidimensionalen Graphen.  Die dreidimensionale Darstellung ist besonders hilfreich bei der Entwicklung neuer Assays.  Dazu verwendet SutterPatch® die in der neuesten Version von Igor Pro vorhandene Anzeigeoptionen mit eigenen Routinen, die speziell für Elektrophysiologie-Anwendungen maßgeschneidert sind. Sowohl der Anfänger als auch der in Patch-Clamp-Aufnahmen weit Erfahrene wird mit SutterPatch® sehr schnell zurechtkommen.

Anwendungsmodule ermöglichen spezifische Funktionalitäten für einzelne Anwendungen.

Bislang verfügbar:

  • Event Detection Module: ein Deconvolutions-Algorithmus zur Erfassung von synaptischen Freisetzungsereignissen (Minis), auch vor einem verrauschten Signalhintergrund
  • Action Potential Analysis Module:  Phasen-Graphik, Zeit- und Wellenformstatistiken
  • Camera Module: eine akkurate Möglichkeit, die Identität und den Zustand der aufgenommenen Zelle zu dokumentieren

 

Ein universell einsetzbares Arbeitstier für das Labor

Der dPatch ist auf dem neusten Stand der Technik; die Anwendungsmöglichkeiten erlauben den Einsatz in jeder vorstellbaren Konfiguration.

  • Drei Meßkopf-Rückkoplungsbereiche zur optimalen Einstellung für Ganzzell- und Einzelkanalmessung
  • Automatische Kompensation für Elektroden- und Zellkapazität
  • Serienwiderstand-Kompensation
  • Einfache Installation mit nur wenigen Kabeln
  • Großer dynamischer Bereich des Digital/Analog-Koverters macht Umschalten des Verstärkungsfaktors überflüssig
  • Datenerfassung in höchster Geschwindigkeit; keine Sorge mit zu einer etwa zu niedrigen Ableserate

TYPISCHE ANWENDUNGEN

  • Einzelkanal-Ableitungen
  • Messungen der Auditorischen Nerven und anderer Neuronen, die einer hohen Zeitauflösung bedürfen
  • Ableitungen aus Gewebeschnitten
  • Experimente mit Zellkulturen
  • Studien an Zelllinien an adhärierenden oder dispergierten Zellen
  • Optogenetik

EIGENSCHAFTEN

  • Voll integrierter Patch-Clamp-Verstärker mit einem oder zwei Messköpfen und Datenakquisitionssystem mit scheneller und einfacher Einrichtung
  • Ideal geeignet für Patch-Clamp-Ganzzell-Ableitungen in Gewebeschnitten sowie adhärenten und suspendierten Zellkulturen
  • Über Computer-Steuerung automatische Kompensation von Elektroden- und Zellkapazität
  • Entfernung des Netzbrummens durch SutterPatch®
  • Weite Bandbreite zur Aufnahme selbt der schnellsten denkbaren neurophsysiologsichen Signale
  • Drei Meßkopf-Rückkoplungsbereiche zur optimalen Einstellung für Ganzzell- und Einzelkanalmessung
  • Umfassende Digitale Kompensation mit höchster genauigkeit und Signalübertragungspräzision
  • Durch die zugehörige SutterPatch®-Software ein umfassendes Datenmanagement, ene intuitive Benutzerführung und eine leicht zu bedienende Datenanalyse

 

DATENBLATT

Sutter Instrument dPatch backside
Rückseite des dPatch

Der dPatch ist ein integrierter digitaler Computer-gesteuerter Patch-Clamp-Verstärker mit einem oder zwei Messköpfen, optimiert sowohl für Einzelkanalmessung als auch für Ganzzellableitung.

Verstärker

  • Die Hardwarearchitektur erlaubt es, alle Datenkonversionsschritte sehr nah am Entstehungsort und damit weit entfernt von allen Störquellen, wie zum Beispiel Netzteile und Datenverarbeitungselektronik durchzuführen.
  • Zwischen Spannungsklemme (Voltage-Clamp) und tatsächlicher Stromklemme (true Current Clamp) kann durch intelligente Steuerung hin und hergeschaltet werden, wodurch die in anderen Geräten regelmäßig auftretenden Artefakte vermieden werden. 
  • Die drei Messkopf-Rückkoplungsbereiche sind optimiert für die bei Ganzzellableitung oder Einzelkanalmessung benötigten Bedingungen:

    Rückkopplungs-
    Element
    Mess-
    bereich
    Analoge
    Bandbreite
    Rauschen
    10 kHz
    Pipetten-
    Kompensations-
    bereich
    Serien-
    widerstands-
    bereich
    Zell-
    Kapazitäts-
    bereich
    kapazitiv
    ±20 nA
    > 500 kHz
    < 0.2 pArms
    10 pF
    -/-*
    -/-*
    500 MΩ
    ±20 nA
    > 200 kHz
    < 1 pArms
    10 pF
    100 MΩ
    100 pF
    50M Ω
    ±200 nA
    > 200 kHz
    < 2 pArms
    10 pF
    10 MΩ
    1000 pF
    * Kapazitive Rückkopplung ist optimal für Einzelkanal Spannungsklemme.
    Ganzzell-Kompensation und Stromklemme sind in dieser Einstellung deaktiviert.


  • Automatische Kompensationsroutinen für Pipetten- und Ganzzellkompensation
  • Serienwiderstandsvorhersage -korrektur unabhängig voneinander programmierbar
  • 8-poliger Bessel-Filter 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 250, 500, 1000 kHz
  • Signalverarbeitung am Filterausgang, um Auflösung zu erhöhen und das Datenvolumen zu begrenzen
  • Auflösung über 22 bit bei Filtereinstellung auf 1 kHz
  • Großer dynamischer Arbeitsbereich des Digital/Analog-Konverters, damit auch variable Verstärkungsfaktoren möglich
  • Haltepotential ±1000 mV
  • Für Spannungsklemme (Current clamp) Brückenkompensation und Kompensation der Pipettenkapazität
  • Langsames Verfolgen der des Haltepotentials zur Kompensation des Drifts bei Spannungsklemme

 

Datenakquisition

  • Integriertes Datenakquisitionssystem macht weitere externe Datenschnittstellen überflüssig
  • Auslesefrequenz 5 MHz für jede Headstage, Auflösung 22 bit !
  • Bis zu 6 Eingagskanäle mit  1 - 50 kHz Auslesefrequenz in jedem Kanal
  • Haltepotentialsteuerung mit einer Auflösung von 1 - 10 kHz in jedem Kanal
  • Zusätzliche Eingangs- und Ausgangskanäle für weitere Peripheriegeräte:
    • 8 analoge Eingangskanäle (± 10 V), 16-bit,  voll differentiell, jeweils mit  200 kHz ausgelesen
    • 4 analoge Ausgangskanäle (± 10 V), 16-bit,  jeweils mit 250 kHz ausgelesen
    • 16 digitale Ausgangskanäle (TTL), jeweils mit zeitlicher Auflösung 250 kHz angesteuert
    • unabhängiger Trigger-Eingang und -Ausgang zur Synchonisierung mit externen Analog-Eingangskanälen (± 10 V)
  • Steuerung von Datenakquisitionssystem und Verstärker über denselben USB-Anschluss
  • Komplexe Simulationsmuster
  • Datenakquisition kann mittels der eingeabuten Uhr oder von außen mit externem (TTL-) Trigger gesteuert werden

 

SutterPatch® Software

  • Basierend auf Igor Pro (WaveMetrics, Inc.), Version 7 oder neuer
  • Vollständige Kontrolle des Experiments über „Paradigm“ und „Routine“
  • Wellenform-Editor zur einfachen Erstellung und Bearbeitung von sogar auch sehr komplexen Stimualtionsmustern und Nutzer-spezifischen Vorlagen
  • Für jedes Experiment werden sämtliche Metadaten zusammen mit den Rohdaten abgespeichert
  • Umfassende Datenanalyseroutinen und Graphik-Ausgabe in publikationsfähiger Qualität
  • Benötigt mindestens Windows 7 (64-bit) oder Mac OS X, mindestens 10.11 (El Capitan)


Software SutterPatch, Bildschirmfoto

 

 

TECHNISCHE DATEN

 

Amessungen
dPatch®: 48,2 cm × 28 cm × 9 cm
dPatch® Preamplifier: 19,5 cm × 9 cm × 3 cm
dPatch® Headstage: 10 cm × 3,5 cm × 1,9 cm

 

Gewicht
dPatch®: 6,8 kg

Stromversorgung
110/240 V
50/60 Hz Netzspannung 

 

Zubehör

EH-P170

EH-P170

Polycarbonat-Pipettenhalter

EH-Q170

EH-Q170

Pipettenhalter aus Quarz

Ground point GP-1

Erdungspunkt

für den eletrophysiologischen Messplatz (Sutter Instrument)