Die konventionelle Architektur eines elektrophysiologischen Systems folgt einer dreistufigen Struktur, die aus einem Verstärker, einer Computerschnittstelle und einer Datenerfassungssoftware besteht. Die Patch-Clamp-Verstärkersysteme von Sutter Instrument, die IPA® Familie und die dPatch®-Verstärkersysteme vereinen diese drei Ebenen zu bequemen, voll integrierten Paketen, die die immer beliebter werdende SutterPatch® Datenerfassungs-, Verwaltungs- und Analysesoftware enthalten. Das Dendrite™ System erfüllt die Anforderungen von Kunden, die einen vorhandenen Verstärker mit der Funktionalität der SutterPatch Software kombinieren möchten.

Mit acht analogen Eingangssignalen, vier analogen Ausgangsleitungen und acht digitalen Ausgängen, bei einer Abtastrate von bis zu 50 kHz, deckt das Dendrite-System die Mehrzahl der elektrophysiologischen Anwendungen ab. Unabhängige 16-Bit A-D- und D-A-Wandler stellen den neuesten Stand der Technik dar, der Übersprechen vermeidet und eine angemessene Auflösung für praktisch alle Einsatzszenarien bietet. Trigger-Ein- und Ausgangsleitungen ermöglichen die Koordination mit anderen Geräten.

Die Verbindung zum Computer wird bequem über eine Hochgeschwindigkeits-USB 2.0-Verbindung hergestellt, und die Installation von Treibern und SutterPatch-Software ist in der Regel innerhalb von Minuten abgeschlossen. Das Dendrite-System akzeptiert Eingaben von den meisten Patch-Clamp- und anderen elektrophysiologischen Verstärkern, die dem gängigen Standard des ± 10-V-Signalbereichs entsprechen. Es steuert auch Verstärker und Peripheriegeräte, die analoge oder digitale Eingangssignale gemäß den gängigen Standards verabeiten können.

SutterPatch®-Software

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.

Das Dendrite- und SutterPatch-Softwaresystem wurde so entwickelt, dass der Benutzer Informationen über Geräteeinstellungen, Stimulusanwendung und externe Experimentparameter hinzufügen und diese zeitlich mit den Rohdatenspuren verknüpfen kann. Dazu gehören alle Erfassungseinstellungen sowie die zeitliche Planung und der Fortschritt des Experiments. Darüber hinaus kann der Experimentator manuell Tags auslösen, um Ereignisse wie die Reizanwendung in Instrumenten zu dokumentieren, die nicht mit dem Dendrite-System verbunden sind.

Informationen über Umgebungsparameter und eine detailliertere Spezifikation der Probeneigenschaften können mit den Rohdaten aufgezeichnet und gespeichert werden. Insgesamt werden über 600 Metadaten-Attribute unterstützt. Beispiele sind: Tierart, Genotyp, Datum/Uhrzeit, wann eine Zellprobe präpariert wurde, Aufzeichnungslösungen, Pipettenwiderstand, Hardware-Eigenschaften und detaillierte Informationen über angewandte Stimuli.

Datenvisualisierung und -analyse

Die SutterPatch Software wurde entwickelt, um die Navigation und Analyse komplexer Datensätze zu vereinfachen. Das Oszilloskop-Fenster unterstützt mehrere Ansichtsmodi sowohl in zweidimensionaler als auch in einer innovativen dreidimensionalen Darstellung. Die 3D-Ansicht ist besonders während der Assay-Entwicklung nützlich. SutterPatch baut auf der neuesten Version der bewährten Igor Pro-Plattform auf und kombiniert die native Igor Pro-Funktionalität mit einer Fülle von Funktionen, die auf elektrophysiologische Anwendungen zugeschnitten sind. Sowohl Neueinsteiger als auch erfahrene Anwender von Patch-Clamp-Programmen werden sich mit der SutterPatch-Software wohl fühlen.

Datenakquisition

• Hochgeschwindigkeits-USB-Schnittstelle
• Bis zu 8 analoge Eingangskanäle (±10 V) mit 1 - 50 kHz Auslesefrequenz in jedem Kanal
• Haltepotentialsteuerung mit einer Auflösung von 1 - 10 kHz in jedem Kanal
• 4 analoge Ausgangskanäle (± 10 V), 16-bit, jeweils mit 250 kHz ausgelesen
• 8 digitale Ausgangskanäle (TTL)
• Auslesefrequenz bis zu 400 kHz
• Komplexe Stimulationsmuster
• Datenakquisition kann mittels der eingebauten Uhr oder von außen, mit externem (TTL-) Trigger gesteuert werden

SutterPatch^® Software

• Basierend auf Igor Pro (WaveMetrics, Inc.)
• 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 10 (64-bit) oder Mac OS X, mindestens 10.11 (El Capitan)

Anwendungsmodule bieten gezielte Funktionalität für bestimmte Anwendungen

• Modul zur Ereigniserkennung: Ein Entfaltungsalgorithmus, der sich bei der Erkennung von synaptischen Miniaturereignissen selbst auf verrauschtem Hintergrund auszeichnet.
• Aktionspotenzial-Analyse-Modul: Phasenebenendarstellung, Zeit- und Wellenformstatistik
• Kameramodul: Eine einfache Möglichkeit, die Identität und den Zustand der aufgezeichneten Zelle zu dokumentieren
• Einzelkanal-Analyse-Modul: All-Punkte-Histogramm, idealisierte Spur, Dauer- und Amplitudenverteilung und Streudiagramm

Screenshot der SutterPatch-Software

SYSTEMVORAUSSETZUNGEN

Minimale Konfiguration:

• Windows 10 (64-Bit) oder MacOS: 10.11, El Capitan oder höher
• Prozessor: Zwei-Kernel i5
• Arbeitsspeicher: 3 GB
• Festplatte: 500 GB oder mehr
• Bildschirm-Auflösung: 1024 × 768 (XGA)
• 1 verfügbarer USB 2.0-Hochgeschwindigkeitsanschluss

Empfohlene Konfiguration:

• Windows 10 (64-Bit) oder MacOS: 10.11, El Capitan oder höher
• Prozessor: Zwei-Kernel i5
• Arbeitsspeicher: 3 GB
• Solid-State-Laufwerk (SSD): 500 GB oder mehr
• Bildschirmauflösung 1920 × 1080 (Full HD)
• 1 verfügbarer USB 2.0-Hochgeschwindigkeitsanschluss

SUTTERPATCH® Datenerfassungs-Managementsystem und Analyse-Software: Im Lieferumfang aller Sutter Instrumentenverstärkersysteme enthalten

Anmerkungen:

Die USB 3.0-Anschlüsse sind zu USB 2.0 kompatibel.
Langsamere USB 2.0-"Full-Speed"-Ports, die manchmal auf älteren Windows-PCs oder USB-Add-in-Karten zu finden sind, werden indes nicht unterstützt.