自動膜片鉗數(shù)據(jù)質(zhì)量評估

      早期的自動膜片鉗技術(shù)的主要不足，在于很難形成真正的高阻封接。在實驗中，往往會采用高濃度的鈣離子，作為封接的促進劑（seal enhancer）。雖然在后續(xù)的實驗操作中，高濃度的鈣離子溶液會得到洗脫，依然會對后續(xù)的實驗，產(chǎn)生較為負面的影響。在第二代以及后續(xù)開發(fā)的產(chǎn)品中，獲得真實高阻封結(jié)的能力獲得了較大的提升。同時諸如Qpatch系統(tǒng)，也成功地引入了電流鉗記錄模塊。伴隨技術(shù)的發(fā)展和迭代，整體實驗體系的優(yōu)化，保證了自動膜片鉗實驗，在高通量，高效率，低成本的同時，可以獲得足以與手動膜片鉗相比的數(shù)據(jù)質(zhì)量。首先，穩(wěn)定細胞系的獲取和優(yōu)化。在電生理實驗中，表達外源基因的穩(wěn)定細胞系是最為常用的檢測對象。得到高質(zhì)量的穩(wěn)定細胞系，是電生理實驗，尤其是自動膜片鉗實驗的關(guān)鍵。通常需要考慮的因素是宿主細胞背景，輔助亞單位的存在，基礎(chǔ)電流污染，電流強度以及細胞間的均一性等等。適用于自動膜片鉗系統(tǒng)的細胞，往往經(jīng)過了多輪的單克隆篩選，以甄別出電流大小適宜，實驗成功率高，陽性數(shù)據(jù)重復(fù)性好等優(yōu)質(zhì)的細胞克隆。 其次，嚴(yán)苛的質(zhì)量控制。對于自動膜片鉗系統(tǒng)，可以從多個維度進行質(zhì)量控制，以確保良好的數(shù)據(jù)質(zhì)量。質(zhì)控參數(shù)1：關(guān)鍵性電生理學(xué)指標(biāo)。這些參數(shù)的設(shè)定，可以來判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量（initial cellcapture resistance (>10 MΩ), seal resistance (>1000 MΩ), currentamplitude (>200 pA), and recording stability by monitoring changes in cellcapacitance and series resistance）。在實驗建立和優(yōu)化過程中，這些參數(shù)的衡量，可以確保高質(zhì)量的實驗操作。檢測液體的優(yōu)化，多年自動膜片鉗技術(shù)的發(fā)展，對實驗中使用的液體，積累了大量的知識和經(jīng)驗，讓研究者可以實現(xiàn)真實的高阻封接，獲得穩(wěn)定的電生理學(xué)記錄；質(zhì)控參數(shù)2：電流穩(wěn)定性。電流升高和衰減（run-up & run-down）是電生理實驗中極為嚴(yán)重的干擾因素。例如，在10分鐘的記錄期間，電壓門控鈉通道可能會出現(xiàn)20%或更多的衰減; 電壓門控鈣通道衰減程度則更為嚴(yán)重。封接質(zhì)量變差，失活積累以及通道更迭（turnover）都會導(dǎo)致顯著的電流衰減。通過具體實驗條件設(shè)置（氣壓、電壓強度的優(yōu)化，各種對照的設(shè)置以及歷史數(shù)據(jù)庫的建立等等），在自動膜片鉗系統(tǒng)，可以做到有效地預(yù)判和規(guī)避電流不穩(wěn)定性帶來的干擾。再者，通過精巧的設(shè)計，獲得精確的工作液濃度控住。大多數(shù)自動膜片鉗系統(tǒng)，都采用了微流控制技術(shù)（micro-fluidics），這項技術(shù)可以確保高效的液體交換，同時對工作液需要的體積也大大降低；主流的記錄芯片一般會采用玻璃包被處理，從而大大降低了由于親脂性分配（lipophilicpartitioning）所導(dǎo)致的藥物吸附作用。通過技術(shù)上的、實驗流程上的設(shè)計,自動膜片鉗系統(tǒng)完全可以得到穩(wěn)定且可靠的數(shù)據(jù)。我們在自己的實驗室，比較了自動膜片鉗和手動膜片鉗實驗系統(tǒng)中hERG的結(jié)果，顯示了兩者高度的一致性。Qpatch自身也呈現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。