浙江大学-刘振伟教授高级培训班-膜片钳技术数据处理与分析.ppt

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Patch clamp training class
采样数据点不够的话,将不能清除谐波干扰。
Patch clamp training class
Apr. 23-25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
四、数据文件内部/之间的数学运算
Analyze/Average Traces 平均文件内任意几条相同的Trace,获得平均后的一条Trace。 要求: Clampex软件的Fixed-length events、Episodic stimulation和High-speed oscilloscope模式。 重复记录的信号,时程必须固定不变。
人手靠近记录探头:高幅、高频。
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膜片钳实验数据的处理
坏点的赋值 (1)Data value at cursor 1:Cursor 1的数值。 (2)Mean between cursor 1..2:Cursor 1-2之间均值。 (3)Mean between cursor 3..4:Cursor 3-4之间均值。 (4)Straight -line fit between cursor 1..2:Cursor 1-2之间的直线拟合值。 (5)Fixed value(pA/mV):输入一个固定的数值。
–3dB width
Center frequency
图. Notch 滤波器的幅度响应曲线 Center frequency: 60 Hz; –3 dB width:10 Hz
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示Notch滤波
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膜片钳实验数据的处理
三、滤波
信号采集前的滤波 全细胞通道电流记录:1-2 kHz 全细胞突触活动记录:10 kHz
单通道电流记录:10 kHz
动作电位记录:10 kHz
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噪声的干扰:交流干扰
高通滤波的影响:对记录线的起始部位产生影响
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膜片钳实验数据的处理
基线调零方法 打开Analyze/Adjust/Baseline (1)Subtract mean of(去除均值法):适用于去除直流偏移。 (2)Subtract slope of(去除斜率法):适合于去除持续线性漂移。 (3)Subtract fixed value(去除固定值法):适用于去除直流偏移。数值有正负之分。 (4)Adjust manually(手工调零法):适合于单通道电流的基线或基线漂移无规律。
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示基线调零方法
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膜片钳实验数据的处理
二、坏点的去除
坏点产生的原因 刺激伪迹:给标本施加刺激时产生。 电容瞬变电流:电容的充放电反应。 瞬时脉冲干扰(Glitch):打开电源开关(日光灯、仪器设备开启时) 手机来电:一过性高频。
高通滤波的f-3dB不能高于低通滤波的f-3dB 。
带通滤波用于欲记录的信号频率较为单一和固定时,对其 它频率的噪声进行滤波。
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膜片钳实验数据的处理
Notch 带阻滤波:削弱某一特定频率(如50 Hz交流) 信号。 中心频率(Center frequency):10-3,000 Hz。 频率宽度(–3dB width):频率宽度。 -3dB width越窄,滤波需要的数据点越多,滤 波效果越好。
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示去除坏点
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膜片钳实验数据的处理
注意事项 (1)坏点太多时,应在记录前予以去除。 (2)坏点持续时间短,如果出现持续时间较长的坏点,则数据要废弃。
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膜片钳实验数据的处理
一、基线的调零
二、坏点的去除
三、滤波 四、数据文件内部/之间的数学运算
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膜片钳实验数据的处理
一、基线的调零
基线的确认 全细胞记录基线易确认,单通道记录基线不易确认。 • 单通道开放时间较长 • 所记录的时间较短 • 同时开放的通道数目较多且长时间持续开放 确定通道电流的方向:电流方向向上,最负向是基线位置,反之亦然。 如何确定:膜片两侧液体、钳制电位
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膜片钳实验数据的处理
Epoch A段
坐标零点
坐标零点
(1)Subtract mean of(去除均值法)(2)Subtract slope of(去除斜率法)
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膜片钳实验数据的处理
信号采集后的滤波
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit滤波类型
Lowpass
Highpass
Bandpass
Notch
Electrical Interference
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示Average Traces功能
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Analyze/Segmented Average 可对几个Trace中的某一相同时段(如Epoch A)或Cursor 1-2之间的时间段进行平 均,平均后的文件通常用于Analyze/Subtract Control功能中的Control File。
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膜片钳实验数据的处理
Lowpass 最为常用。 Clampfit根据采样定理与Nyquist定理自动算出f-3dB范围并显示 在该框底部。 7种类型: (1)8-pole Bessel:数据失真小,普遍用于时域数据。 (2)Boxcar:数码滤波器,用于时域数据。当前数据点及其前 后一些数据点(取决于Smoothing points,取3-99中的奇数) 的平均值赋予当前数据点,完成滤波。 Smoothing points值越大,数据幅度削减越大。 (3)Gaussian:数码滤波器,同Boxcar,但当前数据点在平均 值中所占的比例较大。 (4)RC (8-coincident-pole):用于时域数据。 (5)RC ( single-pole):用于时域数据。 (6)8-pole Butterworth:用于频域数据。 (7)8-pole Chebyshev:用于频域数据。
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示Highpass滤波
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膜片钳实验数据的处理
Bandpass 相当于低通滤波与高通滤波的交叉,需要同时设定高通滤 波与低通滤波。
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膜片钳实验数据的处理
降低信号噪声 信号频率谱与噪声频率谱一致或有重叠时,滤波不行。 平均Trace的原理:设有N条Trace,则(见表): • 先累加所有N条Trace, 此时信号幅度增大为原来的N倍,而噪声却只增大为原来的√N倍。 • 然后再除以Trace条数N, 信号幅度不发生大的变化,而噪声幅度却降低为原来的1/√N。
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膜片钳实验数据的处理
EI所需最少数据点的计算举例 滤波器所需最少数据点= (采样频率/ 50 Hz)× Cycles to average 若采样频率= 10 kHz, 则一个50 Hz正弦波周期的采样点数= 10 kHz / 50 =200 点 若设定Cycles to average = 10,则需要的最少采样点数= 2,000点
Clampfit提供两种:8-pole Bessel,单极RC
采用- f-3dB ,Clampfit自动计算出f-3dB范围并显示 在该框底部。 最常见的是在神经元上进行细胞内记录时使用高 通滤波器,它可降低膜电位的低频振荡对突触电 流的干扰。
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膜片钳实验数据的处理
(3)Subtract fixed value(去除固定值法)
(4)Adjust manually(手工调零法)
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膜片钳实验数据的处理
基线调零的注意事项 (1)有些只相对值(如电流幅度的变化值),不需要将基线调零。但多数 情况需要基线调零,建议都要进行基线调零。 (2)对于基线变动复杂的数据,基线调零可能会用到上述的几种方法。 (3)对于某些基线变动,Clampfit中的基线调零方法可能也无法准确调零。 建议最好在采集数据时就设法调整好基线。
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示Lowpass滤波
Patch clamp trainingBaidu Nhomakorabeaclass
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膜片钳实验数据的处理
Highpass 又称交流耦合(AC Coupling),可削弱低频信号 而通过高频信号。
膜片钳技术高级培训班
Clampfit 10 膜片钳实验数据的处理与分析
刘振伟
2014年4月23-25日 杭州 浙江大学
内容
一、膜片钳实验数据的处理 二、全细胞记录数据的分析
三、单通道记录数据的分析
四、突触放电活动数据的分析
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通道开放
基线
单通道电流基线的确认 如果通道开放时电流向上,则基线在最下面的位置
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膜片钳实验数据的处理
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Apr. 23-25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
基线不在零点的原因 封接电阻的改变:漏电流 失调电位的存在:偏移、漂移
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Apr. 23-25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
Electrical Interference(EI) 电干扰滤波器(Electrical interference filter, EI)为数码滤波器。 可同时去除50 Hz及其谐波(100 Hz、150 Hz等)的复杂交流噪声。 Harmonics from 1 to:用于设定欲去除的交流谐波的最高数目, 最大数目为20(对应于1 kHz),一般去除第1-3个就够了。 Cycles to average:数目越大,-3dB频率宽度越窄,滤波效果越好, 但需时越长。 Reference frequency:选50 Hz。
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