自動膜片鉗數據質量評估

      早期的自動膜片鉗技術的主要不足，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，依然會對后續的實驗，產生較為負面的影響。在第二代以及后續開發的產品中，獲得真實高阻封結的能力獲得了較大的提升。同時諸如Qpatch系統，也成功地引入了電流鉗記錄模塊。伴隨技術的發展和迭代，整體實驗體系的優化，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據質量。首先，穩定細胞系的獲取和優化。在電生理實驗中，表達外源基因的穩定細胞系是最為常用的檢測對象。得到高質量的穩定細胞系，是電生理實驗，尤其是自動膜片鉗實驗的關鍵。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的細胞，往往經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，陽性數據重復性好等優質的細胞克隆。 其次，嚴苛的質量控制。對于自動膜片鉗系統，可以從多個維度進行質量控制，以確保良好的數據質量。質控參數1：關鍵性電生理學指標。這些參數的設定，可以來判斷數據質量（initial cellcapture resistance (>10 MΩ), seal resistance (>1000 MΩ), currentamplitude (>200 pA), and recording stability by monitoring changes in cellcapacitance and series resistance）。在實驗建立和優化過程中，這些參數的衡量，可以確保高質量的實驗操作。檢測液體的優化，多年自動膜片鉗技術的發展，對實驗中使用的液體，積累了大量的知識和經驗，讓研究者可以實現真實的高阻封接，獲得穩定的電生理學記錄；質控參數2：電流穩定性。電流升高和衰減（run-up & run-down）是電生理實驗中極為嚴重的干擾因素。例如，在10分鐘的記錄期間，電壓門控鈉通道可能會出現20%或更多的衰減; 電壓門控鈣通道衰減程度則更為嚴重。封接質量變差，失活積累以及通道更迭（turnover）都會導致顯著的電流衰減。通過具體實驗條件設置（氣壓、電壓強度的優化，各種對照的設置以及歷史數據庫的建立等等），在自動膜片鉗系統，可以做到有效地預判和規避電流不穩定性帶來的干擾。再者，通過精巧的設計，獲得精確的工作液濃度控住。大多數自動膜片鉗系統，都采用了微流控制技術（micro-fluidics），這項技術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）所導致的藥物吸附作用。通過技術上的、實驗流程上的設計,自動膜片鉗系統完全可以得到穩定且可靠的數據。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中hERG的結果，顯示了兩者高度的一致性。Qpatch自身也呈現出較好的穩定性。