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QPatch 高通量全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)系列

QPatch 高通量全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)系列是目前上zui流行的全自動(dòng)膜片鉗產(chǎn)品，該系列包括三款高度自動(dòng)化的離子通道研究全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng): QPatch 8, Qpatch 16和QPatch HT（48通道）。 這些系統(tǒng)囊括了各個(gè)層次的通量需求，并且能夠形成真正的高質(zhì)量吉姆歐封接，為用戶提供高質(zhì)量的全細(xì)胞膜片鉗數(shù)據(jù)。

QPatch 16是*個(gè)QPatch型號(hào)，于2004年推出。Q表示Quick（快速）、Quality（高質(zhì)量）、Quantity（高通量）之意；16表示可同時(shí)記錄16個(gè)細(xì)胞。與單一細(xì)胞記錄的傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)相比，它每天可記錄250-1,200個(gè)數(shù)據(jù)物，適用于離子通道的基礎(chǔ)研究、藥物篩選以及藥物安全性評(píng)價(jià)。

QPatch HT是2006年10月推出的世界上*套48通道的高通量全自動(dòng)平行膜片鉗系統(tǒng)。HT表示high throughput，高通量之意。它每天可篩選數(shù)以千計(jì)的化合物，獲得750-3,500個(gè)高質(zhì)量數(shù)據(jù)，可應(yīng)用于電壓和配體門控性離子通道的研究，適用于離子通道藥物篩選的任何階段，包括針對(duì)化合物庫的初期藥篩，成為離子通道藥物篩選和安全性評(píng)價(jià)的嶄新工具。

QPatch 8是Sophion公司在2010年推出的專為科研用戶研發(fā)的產(chǎn)品。QPatch 8一次可同時(shí)記錄8個(gè)細(xì)胞，獲得8個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，適用于離子通道的基礎(chǔ)研究、較低通量的藥物篩選及藥物安全性評(píng)價(jià)。

值得一提的是，2009年Sophion公司又陸續(xù)推出QPatch X系列，QPatch X系列產(chǎn)品(8X/16X/HTX)為多孔芯片全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)，一個(gè)記錄位點(diǎn)含有10個(gè)微孔，使數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，記錄的成功率幾近，適合于電導(dǎo)較小的離子通道記錄以及通道表達(dá)水平差異較大的細(xì)胞系。

QPatch結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械手臂設(shè)計(jì)——“采櫻桃"式樣品添加

QPatch細(xì)胞存儲(chǔ)罐及攪拌器可在線持續(xù)制備和使用細(xì)胞

玻璃涂層藥物孔道——有效防止藥物粘黏

QPlate芯片*玻璃涂層保證數(shù)據(jù)質(zhì)量

在線細(xì)胞處理——高度自動(dòng)化連續(xù)實(shí)驗(yàn)

QPatch細(xì)胞存儲(chǔ)罐及攪拌器可在線持續(xù)制備和使用細(xì)胞

精準(zhǔn)壓力控制——高效實(shí)驗(yàn)的保證

QVac強(qiáng)力真空系統(tǒng)及精確的壓力控制模塊可提供精確到1mbar的封接壓力控制

靈活控制——系統(tǒng)化全自動(dòng)膜片鉗實(shí)驗(yàn)室

網(wǎng)絡(luò)化控制，更支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

QPatch技術(shù)特點(diǎn)

1. 高通量

• QPatch HT/HTX可同時(shí)平行記錄48個(gè)細(xì)胞（QPatch 16/16X為16個(gè)細(xì)胞，QPatch 8/8X為8個(gè)細(xì)胞）
• QPatch HT/HTX可獲得3,500-7,000個(gè)數(shù)據(jù)/天
• QPatch HT有8個(gè)機(jī)械手，加上高智能的操作程序設(shè)計(jì)， 大大加速了實(shí)驗(yàn)速度，進(jìn)一步提高了工作效率

2. 高質(zhì)量的數(shù)據(jù)

• 細(xì)胞膜與QPlate芯片微孔之間能形成真正的高阻封接（封接阻抗>1GΩ）
• 化合物流經(jīng)管道外被一層薄玻璃，防止了化合物的黏附，保證了其作用濃度的可靠性
• 采用State estimator補(bǔ)償法，達(dá)到*串聯(lián)電阻補(bǔ)償

3. 高度自動(dòng)化

• 在線自動(dòng)化的細(xì)胞制備，制備的細(xì)胞可連續(xù)使用至少4hr，一些細(xì)胞系可連續(xù)使用達(dá)10hr
• QPatch主機(jī)操作臺(tái)上可存放大量芯片與孔板；細(xì)胞、液體、藥物的施加以及芯片、孔板的定位全部為自動(dòng)化
• 可由普通實(shí)驗(yàn)員操作
• QPatch的自動(dòng)化系統(tǒng)由瑞士SIAS自動(dòng)化公司生產(chǎn)，是高質(zhì)量的自動(dòng)化體系
• QPatch根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要已經(jīng)設(shè)定好了絕大多數(shù)參數(shù)與實(shí)驗(yàn)操作步驟，適合于各種細(xì)胞、化合物以及離子通道，使用者基本不需要做多少設(shè)定
• 在觸摸式電腦屏上點(diǎn)擊“Start"后，設(shè)定好的全部操作會(huì)自動(dòng)完成，獲得的大量數(shù)據(jù)結(jié)果將會(huì)自動(dòng)保存，無需人員看守

4. 高效的液體流動(dòng)通道

• 每個(gè)細(xì)胞位點(diǎn)可檢測(cè)多個(gè)化合物
• 在一個(gè)細(xì)胞上即可獲得化合物的量效曲線
• 快速層流給藥，只需藥量2-5 μl，檢測(cè)快速配體門控性離子通道（如Glu和Ach受體通道）非常容易

5. 廣泛的離子通道研究

• 各種電壓門控性離子通道
• 各種配體門控性離子通道
• 各種其他門控性離子通道

6. QPatch 可從八通道zui終升級(jí)到QPatch HTX48通道

• 放大器板卡的插槽可擴(kuò)容
• QPlate上可放置3條芯片（共48孔）
• MTP-96板的放置位置可擴(kuò)容為3個(gè)

7. 高效率的數(shù)據(jù)處理

• 簡單直觀的操作
• QPatch Assay Software是QPatch的記錄分析軟件，用于設(shè)置實(shí)驗(yàn)方案與進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，它克服了傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)中處理大批量數(shù)據(jù)時(shí)存在的瓶頸，在處理大批量數(shù)據(jù)時(shí)顯示出強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)

8. QPatch運(yùn)行的高度靈活性

• 一臺(tái)電腦可控制幾臺(tái)QPatch的運(yùn)行，所有的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中通過Internet網(wǎng)或局域網(wǎng)，多臺(tái)電腦可控制一臺(tái)或多臺(tái)QPatch操作。

QPatch產(chǎn)品參數(shù)

QPatch 高通量全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)系列由一系列硬件與軟件組成，主要包括：

（1） 專業(yè)微機(jī)、數(shù)碼信號(hào)處理器（DSP）和膜片鉗放大器板卡：QPatch 8/8X、QPatch 16/16X含有2塊放大器板卡，每個(gè)板卡含有8個(gè)放大器電路，而QPatch HT/HTX含有6塊放大器板卡，共有48個(gè)放大器電路。

（2） 裝載槽和液體處理系統(tǒng)：通過2/4/8個(gè)機(jī)械手取液、取細(xì)胞，通過一個(gè)取物夾移動(dòng)芯片、96孔板等。

（3） 化合物施加系統(tǒng)：通過機(jī)械手施加放置在96孔板中配置好的化合物，施加順序是自動(dòng)化的，細(xì)胞必須處于全細(xì)胞模式時(shí)才予施加。

（4） 細(xì)胞存儲(chǔ)與制備系統(tǒng)：有專門的細(xì)胞存儲(chǔ)罐和攪拌器、離心機(jī)，用于制備適于測(cè)試的細(xì)胞懸液。

（5） QPlate芯片和測(cè)量站：這是記錄細(xì)胞離子通道電流的中心部件，芯片下連接有放大器，其上覆蓋屏蔽蓋。

（6） 操作者觸摸式電腦屏：通過電腦屏控制QPatch的自動(dòng)化操作，但采集方案的參數(shù)設(shè)定是在QPatch Assay軟件中進(jìn)行的。

QPatch主機(jī)規(guī)格

• 尺寸：1.04m× 0.95m×1.69m（W×L×H）
• zui大重量：約370公斤
• zui大功率：1,500 W
• 化合物板：MTP-96（SBS標(biāo)準(zhǔn)*）

*MTP：Microtitre plate；SBS：Society of Biomolecular Screening，生物分子篩選協(xié)會(huì)，這是規(guī)范孔板規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)會(huì)

• 機(jī)械手：QPatch HTHTX有8個(gè)機(jī)械手，QPatch 16/16X有4個(gè)機(jī)械手，QPatch 8/8X有2個(gè)機(jī)械手。取細(xì)胞標(biāo)本液、營養(yǎng)液、藥液等全部通過機(jī)械手自動(dòng)完成，其高智能程序化操作過程保證了其高通量特性
• 機(jī)械手每次吸取化合物的量：2-15 μl
• 通量：QPatch HT/HTX通量為48，QPatch 16/16X為16，QPatch 8/8X為8，可分別同時(shí)記錄48/480、16/160、8/80個(gè)不同的細(xì)胞，具有48/16/8個(gè)獨(dú)立的低噪聲高阻封接膜片鉗放大器系統(tǒng)和壓力控制器。根據(jù)標(biāo)本制備的情況與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，QPatch HT/HTX的通量為3,500-7,000個(gè)數(shù)據(jù)/天，QPatch 16/16X的通量為1200-2,400個(gè)數(shù)據(jù)/天，QPatch 8/8X的通量為500-1,000個(gè)數(shù)據(jù)/天。
• 持續(xù)操作時(shí)間：4小時(shí)
• 標(biāo)準(zhǔn)條形碼：CODE39, CODE128, EAN / UPC, Coda bar
• 離心機(jī)轉(zhuǎn)速：軟件控制，范圍在200-3,000RPM，角度30、45和60°

QPatch數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)參數(shù)

1. 膜片鉗放大器：16/48通道平行低噪聲膜片鉗放大器（16/48個(gè)膜片鉗放大器）。

• 數(shù)碼采樣頻率：50kHz，16位
• RMS噪聲：<10pA @ 500 MΩ
• 帶寬：8kHz
• 數(shù)碼采樣頻率：50 kHz，16位數(shù)碼C-fast、C-slow電容補(bǔ)償功能，*串聯(lián)電阻補(bǔ)償功能（QPatch X系列在使用多孔芯片時(shí)除外）
• 電流測(cè)量范圍：±20nA，*電流范圍±2nA
• 輸出電壓范圍：－400mV～＋600mV（14位分辨率）
• 可進(jìn)行全細(xì)胞電壓鉗與電流鉗記錄

2. 數(shù)碼濾波

• 2或4級(jí)Bessel或Butterworth濾波

QPlate芯片規(guī)格

• 尺寸 (L x W x H)：128 x 85 x 7 mm（SBS標(biāo)準(zhǔn)）
• 重量：QPlate 16/QPlate 16XL：28 g / 30 g；QPlate 48/QPlate 48XL：64 g / 68 g
• 廢液池容量：標(biāo)準(zhǔn)的廢液池容積為250μl
• 典型封接阻抗：>1G?
• 電極：Ag/AgCl
• 記錄模式：全細(xì)胞記錄、穿孔全細(xì)胞記錄
• 記錄持續(xù)時(shí)間：可達(dá)4hr.
• 一次同時(shí)記錄的細(xì)胞數(shù)：8/16/48
• 芯片材料：硅/玻璃（藥物施加通道為內(nèi)襯玻璃）
• 芯片電容（可補(bǔ)償）：55 ± 5 pF
• 芯片微孔電阻：1.5-2.5 MΩ
• 機(jī)械槍頭zui大容量：15μl
• 機(jī)械槍頭zui小容量：5μl

QPatch的運(yùn)行要求

（一）QPatch主機(jī)

• 電源：100-240 V，50 - 60 Hz
• 真空泵（ISO8573）：zui小700mbar（10.1psi），zui大消耗量1m3/hr.
• 正壓力范圍（ISO8573）：5-8 bar (72.5-116.0 psi)
• 網(wǎng)絡(luò)連接：100BASE-T Fast Ethernet (100 Mbit/s) 連接
• 溫度：對(duì)QPatch硬件要求+5°C ～+40°C；對(duì)細(xì)胞要求室溫
• 海拔高度：zui高海拔2,000m
• 濕度：zui大相對(duì)濕度80%（～31°C），50%（40°C）

（二）數(shù)據(jù)庫

 Oracle 9i database或更新，強(qiáng)烈*QPatch在Oracle 10g database（release version 10.2.0.2或更新）下運(yùn)行

（三）分析軟件（Assay Software）

• 操作系統(tǒng)：Windows 2000或XP.
• 分辨率：1024 x 768 或更高
• 內(nèi)存：至少512 MB，*1 GB以上

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