Bio Technical フォーラム

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パッチクランプの質問です トピック削除
No.12084-TOPIC - 2024/01/17 (水) 07:37:20 - YM
電気生理学実験のパッチクランプについての質問です。私は分子生物学を学んできましたが、電気生理学を実際に行ったことがなく、パッチクランプについての実践的な知識が不足しています。
論文を読んでいても、詳細な理屈が理解できない部分がありました。そこで、以下の2点についてご教授いただければ幸いです。

1、膜電位固定法についてです。膜電位固定法において、どのように膜電位を任意の値に保つことができるのでしょうか?私の読んでいる論文では、1細胞に対して、ギガシールを形成させ、機械を用いて膜電位を任意の値に固定しているようです。では、実際に機械はどのような操作を行っているのでしょうか?

2、論文では、"Signals were sampled at 10 kHz and filtered at 3 kHz" と書かれています。これはどういう意味でしょうか?なぜフィルターが必要なのでしょうか?



一つでも構いませんので、何卒、よろしくお願いいたします。
 
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(無題) 削除/引用
No.12084-6 - 2024/01/28 (日) 21:39:39 - 文字制限2
制御の方は
該当の論文と同じソフトのPatchmasterで
PC画面は
ttps://www.medicalexpo.de/prod/warner-instruments/product-125091-916109.html
のようにウィンドウもパラメーターも多すぎるので初期設定のままいじらない。
測定直前に
ttps://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%83%91%E3%83%83%E3%83%81%E3%82%AF%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%97%E6%B3%95
のイラストにあるVp/Rpオシロスコープと
抵抗値(Ohm)を見ながら細胞をギガシール・ホールセル状態に持っていく。

絵が測定画面しか見つからなかったが
ttps://www.nanion.de/wp-content/uploads/2022/12/Screenshot-2023-01-19-132326-20230119_CHO_Nav15_006_IV.png
このスクショで見ると
右上のPatch Cont..rol?の設定閾値で細胞の段階を次に進めるか決める。
(多分内部液側からバキューム、陰圧で引っ張って細胞吸着&固定&膜穴開けとかしてる)
左上のR-memb 2.57GOがギガシールを示すGiga Ohm。Ωじゃないからわかりにくい。
ついでに
Filter2の欄に2.9kHzとあるので質問にあるフィルタうんぬんはこういったパラメーターの一部。
いじったところで結果が劇的に変わる要素じゃないと思うし
機械の設定を全部論文に乗せても再現できる気がしない。

細胞の状態が安定したら測定開始のRun押して時間がカウントアップされて
設定時間msごとにプロットでnotebookに記録していくので
電流Aの変化を時間で見たり
Online Window1のようにA/Vで表示することができる。
これらのデータを取得して論文にあるFigみたいなのを作るから
該当論文のFigだと
nA/minの図では測定開始からの時間minを横軸にとり
太横線で示している時間の間、細胞外液を影響を見たい薬剤mMで置換してると思う。
灌流で置換しても濃度が切り替わるまでタイムラグはあるから
濃度依存で劇的に電流変化がある物質をかけるとかだとわかりやすい。

(無題) 削除/引用
No.12084-4 - 2024/01/28 (日) 21:35:57 - 直リンで書き込めない1
レスがつかなかったのは
マルチポストのせいかマイナーすぎるのか
聞き方が悪いのか。


質問に対する回答はYAHOOの人が書いた通り
1.機械の内部機構なら、メーカーとソフト次第だし
2.物理的なフィルターじゃなくて信号処理の意味でフィルタリングしてノイズ除去してる
とだけになるけど

実際どのような操作をするか、だけなら
昔、実際触ったことがあるのでその時の感覚で説明してみると

パッチクランプは教本でよくある
ttps://www.medic.mie-u.ac.jp/meduc/text/physiol2003-1.pdf
ttps://biologyhouhou.hatenablog.com/entry/2016/03/02/155239
みたいにギザギザがガラス管に入る?ような模式図では
イメージしづらい所があると思う。
現場感覚だと
ttps://note.com/puni2azarashi/n/n2fe98e6f3313
のようにマイクロインジェクションなイメージで
実機は顕微鏡を使ってステージ上の細胞に目視でアプローチするスタイルがメジャーらしい。
https://www.tamagawa.ac.jp/teachers/aihara/tools%20patch.htm

古典ではピペット接触だけどこれを平面チップに変えてアプローチも自動にした
ttps://product.brck.co.jp/maker/n/naniontechnologies/port-patch
Port-a-Patchというのが自分が使ったことのあるタイプで、それの手順だと

まず準備として
中央にumレベルの細孔があるペットボトルのフタ状チップの
裏面に内部液を水滴で置いて
ステージ内部にある下電極(上向きの針)に水滴が接触するようにはめる
その上に細胞液がこぼれないように壁となる型枠をはめて
ステージ上の流路を上から細胞液で満たす
その液に白金耳のような曲がる針金(上電極)を接触させる

層で考えると上から
・上電極
・細胞外液(培地・Buffer)
・細胞
・細孔(ピペットで言えば先端にあたる)
・細胞内液
・下電極
になるので原理的には他の手法と同じ。

(無題) 削除/引用
No.12084-3 - 2024/01/25 (木) 14:57:44 - あの
様子をみていましたが、レスがあまりつかないようなので、コメントします。

パッチクランプは、当方にとって、以前に導入しようか検討して断念した難易度の高い手法です。

まず実験室が、外部からの電気シグナル等が入らない特殊な防御室である必要があるらしいです。

それから機器も操作も、とてもじゃないけど、経験者のヘルプなしには非常に難しいです。

質問にあげているようなことも、適切な経験者を見つければ解決できると思います。

(無題) 削除/引用
No.12084-2 - 2024/01/25 (木) 14:08:24 - がぁが
2については、1秒間につき1万回のデータ取り込みを行った、という意味ではないでしょうか。そのデータから横軸が時間、縦軸が電圧(電位差)のグラフができると思いますが、そのノイズ除去などを計算で行う際のパラメーターが3kHzなのではないかと想像します。

パッチクランプの質問です 削除/引用
No.12084-1 - 2024/01/17 (水) 07:37:20 - YM
電気生理学実験のパッチクランプについての質問です。私は分子生物学を学んできましたが、電気生理学を実際に行ったことがなく、パッチクランプについての実践的な知識が不足しています。
論文を読んでいても、詳細な理屈が理解できない部分がありました。そこで、以下の2点についてご教授いただければ幸いです。

1、膜電位固定法についてです。膜電位固定法において、どのように膜電位を任意の値に保つことができるのでしょうか?私の読んでいる論文では、1細胞に対して、ギガシールを形成させ、機械を用いて膜電位を任意の値に固定しているようです。では、実際に機械はどのような操作を行っているのでしょうか?

2、論文では、"Signals were sampled at 10 kHz and filtered at 3 kHz" と書かれています。これはどういう意味でしょうか?なぜフィルターが必要なのでしょうか?



一つでも構いませんので、何卒、よろしくお願いいたします。

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