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电生理平台介绍

日期:2023-04-18 点击数: 来源:



松江研究院设有专门的电生理实验平台,主要负责为中心内外的科研人员提供电生理实验的相关服务,为基础科学的前沿研究和关键技术的创新开发,以及人才培养提供技术支撑。电生理平台初期将拥有1套脑片电生理系统,内部包含膜片钳、电标测仪、离体心脏灌流系统及其他配套的辅助设备,可进行离体脑片电生理监测、脑组织分离、细胞电生理及离子通道方向实验等多种电生理相关科研实验;此外,中心还将配备2套多通道电生理记录系统,可进行ECG、EMG、Spike等多种电信号监测。平台将有专门的技术人员进行仪器管理和维护,同时提供培训与考核等相关服务。


1.脑片电生理系统

脑片膜片钳实验是经典的功能学实验系统,广泛应用于神经系统,心血管系统的研究中。其最直接的功能有以下两个方面:1. 记录单个细胞或者组织切片或活体动物的放电(电流以及电压变化),通过记录这种电流以及电压的变化来研究细胞膜离子通道蛋白的功能变化; 2. 实验系统可根据研究者的不同研究目的,对样本(单个细胞,组织切片或者整体动物)施加不同的刺激并记录出样本对不同刺激的反应,以达到研究目的。

本系统核心部分主要由膜片钳放大器、数据转换器、数据采集与分析软件,以及附属周边实验设备等组成,其中,双探头膜片钳放大器是系统中最主要的核心部件;数据转换器将放大器检测到的模拟信号转换成数码信号以便分析存储,同时,可将人为给出的命令信号由数码转为模拟信号再施加到细胞上;而利用配套的数据采集与分析软件,可将采集到并经过转化的信号记录下来,存储在电脑上以便分析,同时是通过该软件可以设置不同的记录模式和编辑不同的刺激命令输出给数据转换器和放大器。

本系统可记录几乎所有的电生理信号,主要的有:

(1)动作电位 (Spike)

(2)肌电图(EMG)

(3)眼动电图(EOG)

(4)兴奋性突触后电流(EPSCs)

(5)兴奋性突触后电位(EPSPs)

(6)抑制性突触后电流(IPSCs)

(7)抑制性突触后电位(IPSPs)

(8)微小兴奋性电位(Minis)

(9)长时程增强(LTP)

(10)长时程抑制(LTD)

(11)荧光染色比率

(12)峰电位串

(13)突触网络


2.多通道神经电生理实验系统

alphaRS 在体多通道电生理采集与刺激系统可以通过植入单电极或者微电极阵列,实时采集头部固定或清醒自由活动动物神经元的胞外动作电位信号(spikes)和场电位信号(Local Field Potential),并通过Headstage 对信号进行放大和模数转换后,将数据传至 alphaRS 主机处理,而后展示在显示器上。alphaRS单机最高可达 512 采集通道,可助力研究者在神经细胞水平上揭示神经元活动的现象与规律,和所对应的神经机制。

设备内置电刺激,可采集可刺激:alphaRS 电生理采集系统特别研发内置刺激功能:无需外接刺激器,就可以实现 256 通道及以下均可实现全通道采集和刺激,在数据采集界面,即可一键刺激。所有通道,既可以进行数据采集,又可以发放电刺激。

本系统具备以下优势:

1. 单机采集通道数达到512,多机联合可实现至少 2048 通道同时采集

2. 内置刺激源,与数据采集同一软件界面控制,一键发放刺激

3. 内置阻抗测试,与数据采集同一软件界面控制,一键在体阻抗测试

4. 同一通道从刺激到切换到记录的延迟低于1.5 ms

5. Spike sorting: 支持在线 Spike sorting, 采用 8 点匹配 SSQ 算法,每通道可设置高达 4 个峰电位 (Spike)波形模板波形分类

6. 兼容NeuroExplorer 数据分析软件,支持在线和离线数据分析

7. 配备八核DSP 芯片,主机中实现高速数据处理,实现高速在线数据分析

本设备可以记录以下信号类型:

(1)SPIKE 神经元的胞外高频动作电位

(2)LFP 电极所在脑区局部场电位

(3)EMG 肌电信号记录

(4)ECoG 皮层脑电信号记录

(5)EEG 脑电信号记录

(6)Raw 原始宽波段信号