HEKA+EPC10系列放大器中文说明书

EPC10系列放大器中文 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 1 HEKA EPC10系列放大器 中文说明书 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 2 Contents 1 介绍 1.1 介绍EPC10系列放大器 1.2 参考文献 1.3 命名约定 1.4 支持热线 2 硬件描述 2.1 探头 2.2 主机 2.2.1 前面板连接端子 2.2.2 后面板连接端子 2.3 EPC 10 -2/3/4 2.4 EPC 10 PLUS 2.4.1 EPC 10 PLUS的后面板连接端子 2.4.2 EPC 10 PLUS 的特殊功能 3 安装 3.1 连接EPC 10 3.2 连接EPC 10 PLUS 3.3 软件安装 3.3.1 在Windows NT 4.0, Windows 2000, and Windows XP操作系统下安装 3.3.2 在Windows 95 and Windows 98操作系统下安装 3.3.3 在Mac OS 9.x下安装 3.3.4 Mac OS X下安装 3.4 校准EPC 10 3.5 创建C-fast Lookup Table文件 4 检查和测试EPC 10 4.1 利用细胞模型测试EPC 10 4.1.1 细胞模型 4.1.2 施加刺激脉冲 4.1.3 “On-Cell” 电压钳记录 4.1.4 “Whole-Cell” 电压钳记录 4.1.5 “Whole-Cell” 电流钳记录 4.1.6 测量放大器的噪音 4.2 做全测试 5 实验控制软件 5.1 EPC 10 放大器窗体 5.1.1 主要的控件 5.1.2 隐藏的控件 5.2 EPC 10 菜单 5.2.1 测试和校准菜单 6 操作模式 6.1 Voltage-Clamp Mode 6.2 Current-Clamp Mode 6.3 Search Mode 7 补偿过程 7.1 串联电阻补偿 7.2 电容补偿 7.3 电压偏移补偿 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 3 8 Patch-Clamp 系统 8.1 安装探头 8.2 各个设备接地 8.3 显微镜的接地 8.4 外部屏蔽 8.5 连接其他仪器 8.6 电极夹持器和电极 8.7 浴槽电极 9 Patch-微管电极 9.1 玻璃微管 9.2 拉制 9.3 涂敷 9.4 热抛光 9.5 使用微管电极 10 应用Patch Clamp 10.1 形成封接 10.1.1 初始化设置 10.1.2 入水 10.1.3 形成高阻封接 10.2 细胞贴附式记录 10.3 全细胞记录 10.3.1 破膜 10.3.2 电容瞬态消除 10.3.3 串联电阻补偿 10.4 电流钳记录 11 低噪音记录 12 附录：技术参数 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 4 Contents 1 Introduction 1.1 Introducing the EPC 10 1.2 References 1.3 Naming Conventions 1.4 Support Hotline 2 Description of the Hardware 2.1 Probe 2.2 Main Unit 2.2.1 Front-panel connectors 2.2.2 Rear-panel connectors 2.3 EPC 10 DOUBLE, TRIPLE, and QUADRO 2.4 EPC 10 PLUS 2.4.1 Rear-panel connectors 2.4.2 Special Features of the EPC 10 PLUS 3 Installation 3.1 Connecting the EPC 10 3.2 Connecting the EPC 10 PLUS 3.3 Software Installation 3.3.1 Windows NT 4.0, Windows 2000, and Windows XP 3.3.2 Windows 95 and Windows 98 3.3.3 Mac OS 9.x 3.3.4 Mac OS X 3.4 Calibrating the EPC 10 3.5 Creating the C-fast Lookup Table 4 Verifying and Testing the EPC 10 4.1 Testing the EPC 10 with the Model Circuit 4.1.1 The Model Circuit 4.1.2 Applying the Test Pulse 4.1.3 “On-Cell” Voltage-Clamp Recording 4.1.4 “Whole-Cell” Voltage-Clamp Recording 4.1.5 “Whole-Cell” Current-Clamp Recording 4.1.6 Measuring the Noise of the Amplifier 4.2 Making a Full Test 5 The control software 5.1 EPC 10 Window 5.1.1 Main Controls 5.1.2 Hidden Controls 5.2 EPC 10 Menu 5.2.1 Test and Calibrate Menu 6 Operating Modes 6.1 Voltage-Clamp Mode 6.2 Current-Clamp Mode 6.3 Search Mode 7 Compensation Procedures 7.1 Series Resistance Compensation 7.2 Capacitance Compensation 7.3 O_set Compensation 8 Patch-Clamp Setup 8.1 Mounting the Probe 8.2 Ground Wires 8.3 Grounding the Microscope 8.4 External Shielding EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 5 8.5 Connections to other Instruments 8.6 Pipette Holder and Electrode 8.7 Bath Electrode 9 Patch-Pipettes 9.1 Glass Capillaries 9.2 Pulling 9.3 Coating 9.4 Heat Polishing 9.5 Use of Pipettes 10 Using the Patch Clamp 10.1 Forming a Seal 10.1.1 Initial Setup 10.1.2 Entering the Bath 10.1.3 Forming a Gigaseal 10.2 Cell-Attached Recording 10.3 Whole-Cell Recording 10.3.1 Breaking the Patch 10.3.2 Capacitive Transient Cancellation 10.3.3 Series Resistance Compensation 10.4 Current-Clamp Recording 11 Low-Noise Recording 12 Appendix I: Technical Data EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 6 1. Introduction 1.1 Introducing the EPC 10 EPC 10大致代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 了在G¨ottingen实验室设计使用的膜片钳放大器的第10代产品，是全自动的放大 器，放大器面板上没有按钮开关旋转盘等等。采集软件PM/PS等通过和放大器集成在一起的 LIH-1600接口代替了传统放大器的模拟控件。方便的图形显示和鼠标操作提供了很好的灵活和易 用特性。 除了控制放大器，采集软件提供强大的数据采集能力，包括采集存储Pulse/Ramp/连续记录模式 的数据，完全可编程的Pulse Generator，数字示波器。因此EPC10提供了完整的控制实验和采集 数据的工作平台。而且还有配套的分析软件包，可以分析数据输出数据，图形化数据。 EPC10也能象传统放大器那样接受刺激输入并提供模拟电流和电压的输出，可以和用户自己开发 的或其他方的软件一起工作。EPC10适应多种应用，除了高分辨绿的单通道记录，还可用于全细 胞和电流钳，细胞分泌(监视细胞电容的变化)，记录人造膜，松散膜片记录等。 技术上，EPC10有3个显著特征，探头的范围选择能力，电流监视电路的特别宽的带宽，集成的 瞬态(快慢电容)消除和电阻补偿功能。在电流钳CC模式，EPC10是一个电压跟随器，类似于典型 的微电极放大器，可保证非常快速精确的膜电位记录。综合这些特征，一个探头可以提供高分辨 率和低噪音的单通道和全细胞记录。 本手册将提供EPC10的通用指南和设置，包括硬件的通用信息，EPC10功能的基本原理和膜片钳 技术。假设用户应该已经熟悉了膜片钳技术。 如果用户希望阅读一些更高级和完整的主题，可参阅附录中的有关文献。 1.2 References 1.3 Naming Conventions 1.4 Support Hotline EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 7 2. Description of the Hardware EPC10的硬件部分包括探头，放大器主机和集成的LIH采集系统，PCI-1600接口和电脑。硬件安 装的内容可在第3章查找。 2.1 Probe Figure 2.1: EPC 10 probe EPC10的探头包含在一个小的封闭的可安装在微操上的长方体合中，记录电极通过电极夹持器可 直接装在探头上。探头内部包含敏感的放大器，有电流电压转换器/信号注入电流等。探头上有 以下连接： Input Connector:：这是一个Teflon绝缘的BNC连接座。标准的电极夹持器可直接装上取，BNC 的中心孔是放大器的输入，护罩是命令电位Vp驱动的。 注意：因为探头输入电路异常敏感易被静电损坏，避免接触探头输入端。如果需要 接 触输入(例如插入电极到夹持器)，最好先接触接地金属表面把自己接地，释放静电。 Gnd Connector: 这个黑色的插孔是高质量的信号地，用于把预池电极接地，并且由于接近屏蔽 而没有地线循环带来的电位误差。该地线通过探头电缆直接连接到放大器主机的信号地。更多接 地细节可参考Chapter 8. Patch-Clamp Setup on page 71。 2.2 Main Unit 主机部分包括电源，信号处理电流，AD/DA，以及模拟数字输入输出。所有的校准调整都通过 主机内部的数字电路实现。校准参数在出厂的时候已经做好，放在参数文件“Scale-xxxxxx.epc” and “Cfast-xxxxxx.epc”.中。和传统的放大器不同，EPC10可以由用户来做硬件校准。(see section Calibrating the EPC 10 on page 23.)。 注意：每个放大器和探头的组合的校准参数是唯一的，因此更换探头后，必须做新的硬 件校准。 2.2.1 Front-panel connectors 前面板连接器 Power Switch: 为了稳定初始化，EPC10必须先上电，然后在启动配套的软件。这些程序当然也 允许你重新初始化放大器。 注意：由于校准设置是在工作了一段时间放大器内部温度稳定时做的，工作的时候，放 大器开机也要经过一段时间(例如15分钟)再做实验，这可以保证放大器校准参数最精确。 Chassis Gnd (CHAS): 象大多数仪器一样，这个机壳地连接到交流电源的安全电线。信号地和机 壳地相分离以避免地回路，但它们之间连接了一个10欧姆的大功率电阻。 External Stim. Input CC: 从外部刺激源的信号可以施加到这个输入端，信号可被叠加到内部刺 激。 External Stim. Input VC: 从外部刺激源的信号可以施加到这个输入端，信号可被叠加到内部刺 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 8 激。 复合的刺激信号通过一个2-pole filter以平滑电压的跳变。这可避免命令处理电路中的非线性(对 于摆浮有限的放大器)，还可减少快速更换电极引起的电流瞬态幅度。两级滤波器上升时间(10% to 90%)可在软件中设置：2 µs ，这是应对最快速测量避免内部电路非线性的要求。而20 µs则适用 于所有那些不是最快的测量，以削减电容瞬态。 Voltage Monitor: 该输出信号提供了电极电位，并放大了10倍。输出阻抗为50欧姆。在软件示波 器中可看到这个未比例化的信号。 Current Monitor: 该输出信号被软件指定的滤波器滤波后输出。比较原始的Filtger1信号一般送 给数据记录器(例如tape recorder, PCM/VCR combination, or DAT recorder)。经过进一步滤波的 Filter 2可施加到外部示波器来监视实验的进程。这两个信号都可以在软件中看到。 Probe: 这个多孔连接器可连接探头。 Signal GND: 这个香蕉插座是高质量的信号地，可用于整个实验系统的地线连接。 Clipping: 当放大器电流通路中发生饱和时这个LED就会亮。在VC模式实验中这个指示很重要， 在电脑中需要减去电容伪迹，但剪除操作只能在放大器不饱和的条件下做。这个指示关于放大器 内部饱和的，如果用了滤波器，也许输出信号并没有饱和。 Digital Bus: 只要电脑和EPC10放大器之间交换信息，这个LED就会亮。 A/D Inputs: 内部的LIH1600可提供8个AD输入。其中3个被EPC10内部使用了(而EPC10-2用了5 个，EPC10-3用了7个)。剩下的AD可被应用程序使用。例如可连接到温度传感器，压力传感器等。 Trigger In: 外部触发的输入，当LIH1600处于等待一个外部触发时，可用于启动数据采集。在 PM/PS软件的Pulse Generator中设置。 Trigger Output: 3个TTL触发输出，用于同步你的系统中的其他设备。 D/A Outputs: 提供了3个D/A通路，它们携带的信号如下：。 . DA-0 - Free (C-slow during Cap. Track) . DA-1 - Free (G-series during Cap. Track) . DA-2 – Free 注意：这些都是输出端子，注意不要和其他的输出端子误连！ DA-2典型用于触发一个示波器或者一个隔离器。在Capacitance-Tracking mode，DA-0/1都携带了 变化的信号，就不宜用来控制外部设备了。 2.2.2 Rear-panel connectors 放大器背板上有3个40芯的连接口，以及2个telegraphing输入，可连接到其他设备。 To PCI-1600: 这个光纤输入/输出口用于连接电脑中的PCI-1600。 Digital I/O: 这个连接器可用于连接一个EPC 8 放大器或者一个TIB 14 trigger interface。 Digital Out / Digital In: 这些TTL电平，数字输入输出线可用于监视和控制数字信号。引脚定义 参阅附录Appendix I: Technical Data 。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 9 2.3 EPC 10 DOUBLE, TRIPLE, and QUADRO EPC10-2/3/4分别在一个机箱中包含了2/3/4个放大器。所有放大器共享一个LIH 1600，LIH 1600 提供4个DA，足够同时控制所有的单独的放大器。8个AD可独立读取各自放大器的电压/电流信 号。 不同型号放大器的空闲DA/AD如下： DA channel AD channel EPC 10 3 5 EPC 10 DOUBLE 2 3 EPC 10 TRIPLE 1 1 EPC 10 QUADRO - - Table 2.1: Number of free AD/DA channels 在多放大器的情况下，任意时刻只能有一个“active”放大器，这个放大器可以接受配置命令。可 以通过放大器机箱前面板的Digital Bus light检查哪个是“active”放大器。“active”是指该放大器能 够接受程序命令，除此之外，和其他”nonactive”放大器是一样的。 2.4 EPC 10 PLUS Epc 10 Plus也是全电脑控制的放大器，使用的是ITC-18接口。可以提供8个18位的AD转换器， 200kHz转换率。高采样率使Epc 10 Plus适合多通路高速高分辨率记录。 注意： Epc 10 Plus只能被PM软件支持。 2.4.1 Rear-panel connectors Epc 10 Plus放大器背板上有两个50-pin连接器，一个25-pin连接器，和两个telegraphing inputs。 Current Driver Out: 提供OC输出，可以驱动象继电器那样电流驱动设备。 Fuse: 电流驱动器输出地fuse.。当电流回馈进ITC-18时，fuse断开。用1.5 inch 类型的F1/8A fuse 更换。 Digital I/O: 两个50 pin IDC 连接器。包括TTL-电平/数字输入/输出。可通过ADP-188 adapter cable (请单独订购).连接一个Epc 8 放大器或者一个Tib 14 trigger interface box。 To PCI-18: 这个输出和输入连接器与电脑中的PCI-18相连。 上述连接器的引脚定义可参阅section 12.2 on page 95. 2.4.2 Special Features of the EPC 10 PLUS 2.4.2.1 Timing of the AD-/DA-channels 下面我们描述4种不同的采集模式。EPC10 PLUS放大器采用的时最合适的cophasic采集模式。 Cophasic Acquisition (EPC 10 PLUS using ITC-18): Epc 10 Plus每个通路使用独立的AD，实现同相位采集。 该采集模式下，采集板同时采集所有的AD通路，所有的DA通路同时更新，因此在不同的AD通 路之间没有时间差，在AD/DA之间也没有延迟。 同相位采集是最理想的采集模式，但需要更多的硬件支持，费用也昂贵。 Double Staggered Acquisition (EPC 10 series patch clamp amplifiers using LIH 1600): EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 10 EPC10内部的LIH-1600使用双交叉采集模式。为了支 持两个最相关的信号，例如放大器的电压/电流信号，两个AD并行使用。这实现了2个AD的同相 位采集，而且对应的DA之间也没有延迟。当超过2个AD需要同时采集时，不同的AD配对之间可 出现5us的延迟。 Staggered Acquisition: 交叉模式，在硬件支持下各个AD尽可能快逐一进行采集，DA也尽可能快输出。因此，AD通路 之间出现时间延迟，在AD和DA之间也有时间延迟。 Interleaved Acquisition (EPC 9 series patch clamp amplifiers using ITC-16): 这是大多数采集板的采集模式。独立的AD和DA按顺序采集，AD/DA之间都有时间延迟。延迟 由采样间隔和参与采样的AD/DA通路数目决定。 2.4.2.2 True 16-bit Data Resolution EPC10-PLUS内部的ITC-18可以位每个通路提供18位AD转换，一般最后2位被去掉，存储下来的 是真正16位精度的数据。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 11 3. Installation 3.1 Connecting the EPC 10 当你收到EPC10，请检查装箱单确认由所有需要的部件： 1. 放大器主机 2. PCI-1600接口卡 3. 2根光纤(连接PCI-1600和放大器主机) 4. 探头 5. 细胞模型(在放探头的盒子里) 6. 拷有校准文件的软盘(在放探头的盒子里) 首先电脑关闭电源，打开电脑机箱子，装入PCI-1600接口卡。如果有多个空闲插槽，离其他发热 的卡远一点。 用光纤把电脑上的PCI-1600和放大器背板上的光纤插口连接起来。 Figure 3.1: Connectors for optical cables EPC10允许电脑中的一块PCI-1600控制2个LIH-1600接口。这两个接口的所有输入输出完全同步。 因此，可以连接两个EPC10放大器到一个PCI interface card。新的PM软件可探测到这两个接口， 例如象使用一个EPC10-2那样使用两个EPC10。 EPC10和PCI-1600连接的颜色编码： 第一个接口: Epc 10 PCI-1600 Red Red Blue Blue 第二个接口 : Epc 10 PCI-1600 Red Yellow Blue Green 现在连接电源线到Epc 10，并连接到交流电源。 最后，把EPC10放置到位，并把探头和放大器主机相连。连接探头时放大器主机绝对需要 关闭电源！！ 放大器打开电源预热，你可以进行软件的安装了。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 12 3.2 Connecting the EPC 10 PLUS 如果你收到的是Epc 10 Plus，请检查装箱单： 1. Epc 10 Plus放大器主机 2. PCI-18 接口卡 3. 一根屏蔽电缆，用于连接Epc 10 Plus放大器主机和电脑中的PCI-18卡 4. 探头 5. 细胞模型(在放探头的盒子里) 6. 带有校准文件的软盘(在放探头的盒子里) 首先关闭电脑电源，打开电脑机箱，装入PCI-18。 用屏蔽电缆把放大器和电脑上的PCI-18连接起来。 插上电源插头，连接到交流电源。 现在连接电源线到Epc 10 PLUS，并连接到交流电源。 最后，把EPC10 PLUS放置到位，并把探头和放大器主机相连。连接探头时放大器主机绝对 需要关闭电源！！ 放大器打开电源预热，你可以进行软件的安装了。Finally, place the Epc 10 Plus in its final place and 3.3 Software Installation Note: Epc 10 Plus 只能被PatchMaster支持。 3.3.1 Windows NT 4.0, Windows 2000, and Windows XP 在Windows 2000 or Windows XP电脑中， plug-and-play系统将自动探测到PCI-1600 board (或 PCI-18 board)。然后在HEKA光盘的“Install\ITC Drivers”目录下使用“InstruTECH.inf”，安装驱动。 为了使用采集软件(PM/PS)，需要软件保护狗。请把并口软件狗插在电脑的并行口(“LPT1” or “LPT2”).，如果是USB软件狗，请插在USB口上。并安装相应的软件狗的驱动程序。 3.4 Calibrating the EPC 10 对于新放大器通常没有必要做校准，你可以使用HEKA给的校准文件。但建议每年或放大器频率 响应不太好或者offset电流变得比较显著时，做做校准。(由于HEKA用软盘分发校准文件，实际 现在的电脑基本没有配软驱了，因此，新放大器同样要做现场的校准。) 注意：校准文件包含了放大器的数字开关和控件信息，对于给定的放大器和探头组合，这 些信息是唯一的，不能用在其他放大器上。因此当你更换探头时，必须重新校准放大器。 这样的好处是你可以使用任何探头到任何放大器，一旦探头损坏，只需要送探头回厂维修 而不需要送整个放大器。 开始校准前，请确保放大器达到了它的运行温度，校准与温度有关。建议让放大器预热60分钟。 校准过程可通过PM/PS来做，使用EPC10 Æ Test and Calibrate菜单命令，该菜单包含所有与校准 有关的条目。如果没有可用的校准，Make CFast Table条目将变灰。如果你的放大器是EPC10-2/3， 该条目也变灰，知道每个放大器都被正确校准了。 要执行校准，使用Test and Calibrate ÆCalibrate。软件将提示校准过程要10分钟左右，点击YES 继续。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 13 然后软件告诉你用屏蔽帽把探头输入盖住，确保没有其他东西连接在探头上(黑色的GND插孔也 应该是空闲的)，也没有BNC电缆连接到放大器主机上。然后等待，可以去喝喝茶。 在校准结束时，软件将告诉你这次校准是否成功。如果成功了，程序将自动产生新的校准文件。 注意：不要改变校准文件的名字，因为这样你每次启动软件时都必须手动调入校准文件。 并且建议校准文件只保存在一个地方，最好的地方是E9Screen目录下。 最后，软件将用新的校准文件重新初始化放大器。 3.5 Creating the C-fast Lookup Table 初始化EPC10时，PM/PS程序将试图从校准文件所在的目录中调入C-fast lookup table。如果Cfast 文件没有成功调入，你会得到警告信息。要创建新的C-fast lookup table，可使用Test & Calibrate ÆMake CFast Table，然后程序会一个确认对话框，并指导你屏蔽探头。程序将创建C-fast lookup table。这通常也要几分钟。软件将询问你是否保存修改了的C-fast lookup table，并建议你给一个 合理的路径和文件名。最后，软件重新初始化放大器。如果你的放大器是EPC10-2/3，你需要为 每个放大器分别创建各自的C-fast lookup table。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 14 4. Verifying and Testing the EPC 10 4.1 Testing the EPC 10 with the Model Circuit 以下将介绍关于放大器的基本背景知识。同时让你检查放大器的功能。你可以使用细胞模型来熟 悉硬软件使用。 4.1.1 The Model Circuit 细胞模型通过BNC和探输入连接，另一根细线和探头的GND连接。细胞模型的拨动开关有3个位 置，模仿实验中的3个阶段： . 标有10 M的位置：这个位置模仿电极入水，电极阻抗是10M欧姆。该模式可以用来施加测试脉 冲以及校准偏移电位 . 中间位置：该位置模仿形成了高阻封接。此时细胞模型中只有6pF电容连接到探头，对应电极 快电容。该模式可以测试C-fast 补偿。 . 标有500 M的位置：这个位置模拟了whole cell 情况，其中串联电阻=5.1 Mohm，膜电阻 =500Mohm，膜电容=22pF。该模式可以测试C-slow补偿和电流钳CC模式。而且还可以用来检查 你设计的刺激花样。 注意：细胞模型的膜时间常数比较长(约10ms)。 下面的指南用PULSE软件，PM类似。 4.1.2 Applying the Test Pulse 首先连接细胞模型到探头输入，并把细线和探头GND连接。启动PULSE软件，将看到一些窗体。 使细胞模型在 “10 M” 位置。用Reset 按钮(1)复位放大器，用‘‘On Cell’’(2)按钮使放大器处于On Cell记录模式。然后施加5mV幅度(3) 5ms宽度(4)的刺激脉冲。电流响应将显示在示波器窗体中。 如果你的Gain范围合适，例如5 mV/pA (5) ，你将看到约500pA的方波电流。对应的电阻根据欧 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 15 姆定律你也可以算出来：(I = U/R = 5mV/10M = 500pA) PS将在线计算电极电阻并更新在R-memb field (6)，你将读到大约10M。点击Auto-V0 button (7)， 可以自动矫正偏移电压。这样做了后，命令电位将设置到0 mV (8)，V0 control (9)显示偏移电位。 电流响应的基线(10)，电压监视器(V-mon) (11)和电流监视器(I-mon) (12)都应该接近0。你也可以 在V0 control (9)中用鼠标拖拽来做偏移电位矫正，知道示波器窗体中电流曲线的第一段归零。 在PM/PS程序中，上述步骤可以通过一个Set-Up按钮或者按数字键“1”来实现，这会执行一个内 置的macro，复位放大器/设置Gain=5mV/pA/创建一个方波测试脉冲/执行自动的偏移电压矫正： 1 : SET-UP E Reset: ; reset the amplifier E Mode: 1 ; On Cell E Gain: 10 ; set gain to 5.0 mV/pA E PulseAmp: 5.0mV ; set test pulse amplitude E PulseDur: 5.0ms ; set test pulse duration E PulseOn: TRUE ; Switch on test pulse E AutoZero: ; compensate voltage offsets 注意：PS有一个内置的macro解释器，可执行“Window Control[: parameter;comment]”，例 如“E Gain: 10”，将让PS设置放大器增益到第10个位置(5 mV/pA)。这些预定义的macros存 储在DefaultEpc10.mac文件中，可以用文本编辑器编辑。更多细节，参考软件手册。 4.1.3 “On-Cell” Voltage-Clamp Recording 现在切换细胞模型开关到中间位置，只有一个6pF电容连接到放大器探头。这模仿了高阻封接， 可用C-fast控件矫正电容伪迹。 为了看到比较小的电流，设置Gain=50 mV/pA。 注意：与用鼠标不同，大多数空间可以直接用键盘控制。用.HelpÆ Show Keys命令，你可 以看到快捷键指定。 在示波器窗体，你将看到两个快电容瞬态(在下图中用兰色表示)，这是细胞模型中的6pF电容在 方波测试脉冲下的响应。点击C-fast field(2)并用鼠标拖拽，当数值接近6pF时，电容伪迹变得很 小。如果你过补偿(补偿电容调得大了)，你会看见电容伪迹改变方向，这表示你应当减小补偿。 用细胞模型对于错误补偿不那么在意，但在真实细胞上要注意。连续调整C-fast，直到你看到示 波器上出现平坦电流曲线。此时应当在6pF左右。 Figure 4.3: C-fast compensation EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 16 除了手动做C-fast补偿，你可以用CFast section 的Auto button(4)，来自动补偿C-fast and τ-fast。如 果补偿失败了，Auto button 上的E-field (5)变黑。如果这样，你应当重复auto-compensation，直 到成功(Auto button 上的E-field (5)恢复正常)。 上述过程还可以通过On-Cell button或者按键“2”来执行一个macro实现，这个macro增加Gain，然 后执行两次Auto-C-fast(考虑可能第一次补偿会失败)。 2 : ON-CELL E Gain: 14 ; set gain to 50 mV/pA E AutoCFast: ; automatic C-fast compensation E AutoCFast: ; repeat compensation E Bell ; beep 4.1.4 “Whole-Cell” Voltage-Clamp Recording 补偿了C-fast之后，你可以切换细胞模型开关到“0.5 GOhm”位置，这模仿了一个22pF膜电容/500M 膜电阻/5.1M输入电阻的whole-cell状态。该模式可用于检查C-slow控件，串联电阻补偿，电流钳 等功能。 使Gain=20 mV/pA (1), R-memb field将显示改变了的膜电阻在500M左右(2)。 .在示波器窗体中，你将看到2个电容瞬态(兰色)，这是细胞模型中的22pF电容引起的。此时的时 间常数和快电容比较就要“慢”一些，τ= Rs · Cm = 5.1 M · 22 pF = 112 µs。 峰值电流也可以计算出来：Imax = Cm · U/τ = 22 pF · 5 mV/112 µs = 982 pA 如果Gain=20 mV/pA，则将在I/V转换器输出19.6 V的电压，这超过了放大器的电压范围(饱和了)， 这将使红色的Clipping indicator闪动。 在慢电容范围选择Range field (4)中选择100 pF范围，然后开始进行补偿，可以用鼠标在C-slow (5) and the R-series (6) 区域内拖拽，由于这是两个关联的变量，比C-fast补偿的调整要困难。但是经 过一些练习，你将对这些参数如何影响你的记录有更好的感觉。增加补偿的量，你将慢慢接近细 胞模型中的参数值，电流曲线也将变得平坦。除了这样手动补偿，还可以利用C-slow section 的 Auto button (7) 做自动补偿。如果自动补偿失败，Auto button 的E-field(8) 变黑，你需要重复自动补偿，直 到成功，(Auto button 上的E-field (8)恢复正常)。 注意：自动C-slow补偿的速度和成功依赖C-slow和R-series的实际数值。这两个数值应当合 理接近实际值。因此，在执行自动补偿前，你需要检查这两个数值是否合理。用两个更大 的估计比用两个更小的要好得多。 点击Cap Track button (9)可以实现每隔一个Delay field (10)延迟重复一次自动补偿。如果 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 17 Delay=1ms，大致可以实现15Hz的膜电容测量，如果激活了EPC 10 menu Æ Log Tracking你可以 输出Cap-Track mode的结果到notebook窗体中。 注意：如果你是膜片钳新手，至少用一段时间的手动补偿。这样你将对这些参数如何影响 你的记录有更好的感觉，特别是串联电阻R-series的影响。 现在你可以来看看Rs 补偿。设置合适的补偿速度2, 10 or 100 µs (11),来打开Rs补偿，逐渐增加补 偿率从0 to 95%(12)。一旦你过分补偿串联电阻，将发生振荡。串联电阻是一个更复杂的内容， 因此在后面的章节中再介绍细节。 上述这些步骤可以通过Whole-Cell button或按键“3”来执行一个macro，设置正确的gain，以合理 的数值开始做一次C-slow补偿。 3 : WHOLE-CELL E Gain: 12 ; set gain to 20 mV/pA E CSlow: 30.00pF ; set C-slow value to 30 pF E RSeries: 10.0MO ; set R-series value to 10 MOhm E AutoCSlow: ; automatic C-slow compensation E AutoCSlow: ; repeat compensation E Bell ; beep 4.1.5 “Whole-Cell” Current-Clamp Recording 如果C-slow补偿了，切换放大器模式到CC模式。这将自动选择Vmon成为示波器中的当前信号。 测试脉冲的单位也由mV变成pA。PS对VC/CC采用不同的脉冲幅度，因此现在测试脉冲被设置成 了0pA。现在你需要注入电流到细胞模型中，100pA应该是个合理的数值。注入电流将对膜电容 充电，充电的时间常数：τ= Rm ·∑Cm = 500 M · 22 pF = 11 ms，充电电压最后稳定值Vmax = Rm ·∑I = 500 M · 100 pA = 50 mV。 和VC条件下比较，此时的时间常数大，需要更长的时间达到Vmax，因此你需要增加测试脉冲的 长度到100ms，才能观察到完整的充放电过程。 注意：VC模式下充电时间常数依赖于串联电阻Rs，而在CC模式充电时间常数依赖于膜电阻 Rm。 示波器的正常设置的电压显示比例是250mV/格，你应当增加示波器的显示增益到16，对应16mV/ 格。请注意示波器增益和放大器增益不同，只改变显示大小，对原始数据信号没有影响。使用很 高的示波器增益和很小的放大器增益可以看到AD转换器的数字分辨率。 注意：细胞模型的500 M位置不是测试快速钳位的好办法，因为此时时间常数太长了(11ms)， 放大器很容易跟随，体现不出快速跟随的能力。如果你想评估放大器在CC模式下的快速钳 位能力，使用10M位置，其结果是短得多的膜时间常数只有60µs。 4.1.6 Measuring the Noise of the Amplifier 现在我们来检测放大器的内在噪音。PS/PM有内置的功能很容易检测放大器的噪音。首先去放大 器上连接的所有东西，用金属屏蔽帽盖住放大器探头输入端。建议点击Reset button复位放大器到 初始状态。现在点击Noise button (1)开始噪音测试，该过程中没有刺激输出，程序将计算电流监 视器(Imon2)的噪音，并显示出来(2)。选择高增益50 mV/pA or higher (3) (高的反馈电阻)可以降低 放大器的本底噪音。 注意：放大器有3档增益设置。低增益范围0.005 to 0.2，中增益范围0.5 to 20，高增益范围50 to 2000 mV/pA。 注意：细胞模型的噪音指标并不好，在模仿高阻封接时，噪音比较高。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 18 Filter 1 /Filter 2分别是内部滤波器的不同输出，Filter 2 一般设置在2.9 kHz (4)， Filter 2的输出最 干净，在50 mV/pA或更高 (使用50 G 测量电阻).一般可以低于110 fA (2)。 Tip: 如果你想把系统接地，现在可以把电极夹持器连在探头上，插入玻璃电极，使电极尖 端接近记录chamber的记录位置，并打开每个可能引入噪音的设备(灯泡/示波器/CCD)。设 置测试脉冲长度为100ms，示波器增益到很高，是50/60Hz噪音容易被看到。在一个良好接 地的系统里，所有这些其他设备引入的附加噪音应该不超过100fA。 4.2 Making a Full Test 如果你遭遇到硬件问题，无法简单通过重新校准放大器来解决，你就需要运行Full Test。这是一 个诊断工具，能让HEKA的同志根据放大器可能的故障做出一些判断。 注意：虽然放大器绝对正常，Full Test有时候还是会给出一些故障信息。原因是多方面的， 首先，我们倾向于错杀而不放过。第二故障信息可能是测试过程中外部因素，例如失效的 BNC电缆。 如果你得到信息说你的放大器可能不正常，请首先联系HEKA并提供测试报告。 在开始Full Test钳，你要需要准备好金属屏蔽帽，一个10M电阻(细胞模型)，5根BNC电缆。如果 你使用的是epc10-2/3，要分别选择你要做Full Test的放大器1/2/3。 现在用 EPCÆ Full Test菜单命令，程序会告诉你把探头屏蔽。请确保探头上只有这个屏蔽帽而 没有任何其他东西，特别是让探头上GND插孔空闲。保证放大器主机上没有连接BNC电缆。 过了一会，程序会提示连接3-5 根BNC cables。如果你的连接测试失败，你会得到提示信息。在 连接测试后，程序会提示去掉所有的BNC电缆，连接一个10M电阻到放大器探头输入端，你可以 使用细胞模型的10M位置，如果电阻范围不对，你将得到一个提示信息并要求重复阻抗测试。通 过阻抗测试后，继续。过一段时间，你将得到最后的关于放大器探头和连接情况的报告信息。只 要有一项失败，你都会看到提示信息，并给你一次机会打印出错误protocol。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 19 5. The control software 采集程序PM/PS提供对EPC10放大器的控制。 5.1 EPC 10 Window 5.1.1 Main Controls EPC 10 放大器窗体在PM/PS中都非常类似，提供了对放大器的控制函数，例如Gain/Filter设置， 各种自动补偿等等。如果使用EPC10-2/3，还有多个放大器的选择，只有当前放大器能被进行各 种有关设置。每个放大器的状态和设置都是独立的。 Gain: 设置电流监视器输出的比例，Gain的范围在0.005to 2000 mV/pA，分成3档，可用鼠标选择 或者键盘上的上下箭头键钻。3档范围对应探头中的3个测量电阻(5 M, 500 M, and 5 G)。 最低范围可以用于大电流测量实验，例如(e.g., bilayers, loose-patch, orlarge cells)，电流可高达2uA。 电容补偿可达1000pF，Rs补偿可低到10欧姆。 中增益范围，反馈噪音比较大，但有100kHz的带宽，最大记录电流20nA。该范围主要用于 whole-cell记录，电容补偿可达1000pF，串联电阻补偿，CC模式等都可用。 EPC10系列放大器中文说明书 Ver_BC_102 东乐科技有限公司 DL instruments,Inc. 20 高增益范围主要用于single-channel记录。有非常低的噪音水平，但最大电流限制在200pA。最大 带宽为60kHz，一些在中增益范围内的特殊功能无法使用。 Clipping Indicator: 在Gain条目上的闪烁的“Clip”表示电流电路发生饱和。该标志与放大器前面 板上的clip表示功能相同，当Gain过大或者伪迹或者噪音过大，就会有提示。 注意：软件中的Clip用户感觉可能比硬件面板上的更敏感。 V-membrane: 该控件用于设置holding电位／电流。软件矫正液结电位和偏移(要求零电流电位已 经正确设置)。在CC模式，“V-membrane” labelÆ “I-hold”。 I-mon: 显示实际测量的电极电流。 V-mon: 显示实际测量的电极电位(做了液结电位和偏移电位矫正后的)。这个电位可能临时与 holding电位不同(例如长的刺激脉冲期间，是V-membrane和刺激电压的平均叠加)。 . R-memb: 名义上的封接电阻，从测量到电流基线和第二段脉冲电流的幅度来计算得到。实际的 含义解释与电极和细胞的状态有关。 Figure 5.5: AD Inputs Inp