IonWorks Barracuda Plus 全自动膜片钳系统Molecular Devices

IonWorks Barracuda Plus 全自动膜片钳系统

用于从靶点验证到化合物分析的离子通道药物开发

IonWorks Barracuda® Plus 系统可使科学家在执行复杂药理学分析（如离子通道的使用依赖性阻断）的同时， 享受自动化的时间与成本节省。现在， 同一平台可用于电压门控及配体门控离子通道研究， 为药物发现筛选和安全性评估提供性价比合理的高通量解决方案。

概览

优势

• 每小时zei高通量可至 1100 至 6000 个数据点

• IonWorks PatchPlate™ 耗材实现zei低成本完成每个数据点的记录

• Population Patch Clamp™ (PPC) 记录， 提供强大且重复性好的记录

• 可长时间、稳定记录离子电流长达 30 分钟

• 支持具有使用依赖性特征化合物的动力学研究

替代低效且成本高昂的全自动电生理筛选方法

替代人工方法

• 易于使用， 无需劳动密集型的传统膜片钳技术

• 精密电压控制和高时间分辨率可得到类似于手动膜片钳技术的结果

• 可维持长时间未定检测至 30 分钟， 支持具有使用依赖性特性阻断剂的研究

以合理价格获得自动化速度和优势

• 同行评审的研究显示， IonWorks Barracuda 记录可得到与千兆欧封接类似的大多数通道结果

• 高通量筛选

• 可在 20 分钟内对整个 384 孔 PatchPlateTM信号记录板实现真正的 384 平行实验的信号采集

• 每小时可记录多达 6000 个数据点

• 用于离子通道高通量自动化检测的无与伦比的灵活性

• 适用于配体门控离子通道和电压门控离子通道

• 初步检测时每孔可完成多达 8 次的化合物加样， 生成适合于安全性分析的量效反应数据

• 可实现长达 6 小时的无人值守自动化操作

技术

精确且易于使用

• 个体运行完全实现自动化

• 易于取放孔板和耗材

• 独特的细胞添加系统可尽量减少细胞使用， 每次实验仅需不到 5mL

• 带有两个洗涤液输入口的超声波枪头清洗器， 可避免化合物交叉污染

• CellPettor 细胞悬液添加系统可尽量减少操作时的实时细胞使用量， 且无论是否选配细胞处理系统

仪器实验平台：两个溶液槽位置（用于细胞外缓冲液和细胞）， 以及两个化合物板位置可用于多化合物添加。清洗槽可清洗枪头和电极板， 并向用户提供超声波清洗选项。

经验证的高性价比 PatchPlate™ 耗材

Molecular Devices 在开发提高检测高稳定性和高数据质量的方法领域处于zei前列， 发明了 Population Patch Clamp™ (PPC) 技术， 这是一项获得zl的单孔多道记录技术， 可增加试验成功率并降低孔间信号变异性。

• PPC 基质每孔设有 64 个孔， 可使至多 64 个细胞同时实现封接和电压钳制

酸敏感离子通道 ASIC1a PPC 试验显示 PPC 如何以 384 孔形式生成高再现性且低变异性的数据
 

采用常规单细胞膜片钳制技术的 ASIC1a 酸敏感离子通道单孔试验显示常见信号幅度变异性。

应用

定向库初步筛查

• 支持每孔使用一种化合物浓度筛查成千上万化合物的速度和性价比

快速先导化合物确证

• 384 孔形式适合于生成众多浓度反应曲线

• 高成功率， IC50 值来自 95% 或更多孔

为优化先导化合物和执行安全性研究提供灵活性

• 宽检测窗口

• 软件提供更便捷的方法开发模式， 类似于手动膜片钳系统在运行中改变试验条件

• 多化合物添加， 适合于优化效力和消除更多有毒化合物

• 支持单孔连续加样方式检测， 可生成类似于手动膜片钳方法的累积反应数据

细胞系克隆筛选

• 单孔记录是识别和优化细胞系的可选方案

电压门控离子通道

许多电压门控离子通道 (VGIC) ， 包括 Na +、K +、Cl- 与 Ca2 +通道， 在 IonWorks®系统中均进行了检测。IonWorks HT 与 Quattro 系统上检测的 VGIC 靶标在 IonWorks Barracuda 系统上也可测量。

• 提供复杂的电压方案， 以使离子通道达到稳定状态并开发状态依赖性候选药物

• 支持单孔连续加样方式检测， 可生成类似于手动膜片钳方法的累积反应数据

• 众多 VGIC 靶点已经过验证， 包括：Na+、K+、Cl- 和 Ca2+

配体门控离子通道

• 同步化合物添加和数据采集允许测量快速激活和脱敏的配体门控通道

• 大量 LGIC 靶标得到确认， 包括：ASIC1a、GABA 与 nACh

软件

日常操作筛选模式

• 启动运行是一个简单的一步式过程， 即加载方案后自动运行

• 易用的直观界面

适用于方法开发优化的检测开发模式

• 在运行过程中改变试验条件——快速优化方案

• 应用的方案可无限次改变
   

全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda

                                  ——高通量膜片钳系统的新突破

全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda是Molecular Devices公司于2010年底推出的新一代全自动膜片钳药物筛选系统，是在IonWorksQuattro基础上的进一步升级。全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda的电极记录系统和加药系统由IonWorks Quattro的48针增加到384针，

实现了给药的同时连续记录电流，从而将全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda 的功能扩展到快速脱敏的配体门控通道。全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda仍然兼容两种平面电极记录板：Patch Plate Single Hole(每个小室内只有一个记录孔)和Population Patch Clamp Plate (每个小室内含有64个记录孔)。由于记录电极的数量增加和实现了连续电流记录，使得每一个实验的时程缩短，实验数据质量提高，并实现了加细胞，更换化合物板的自动化，每天所得的数据点提到100,000个以上。

全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda操作台示意图

全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda主要用途

• 直接筛选化合物目标文库， 同时适用于电压门控通道和快速脱敏的配体门控通道

• 对高通量筛选结果的二级深入筛选

• 先导化合物的优化(Lead optimization)和安全性检测(SAR)

• 早期hERG通道的安全性筛选(Early hERG safety screening)

• 细胞系的选择和优化(Cell line selection and optimization)

全自动膜片钳系统IonWorks Barracuda产品特征

• 给药的同时记录实验数据

    使得该系统可以对快速脱敏的配体门控通道进行记录。

• 384个放大器，384道给药系统，使得系统的通量进一步提高

    每天可以获取的实验数据量超过100,000。

• 兼容两种平面电极记录板

    Patch Plate Single Hole (SH)和Population Patch Clamp Plate(PPC)。

• 每个记录孔zei多可以加8次药

    一个细胞可以完成一条完整的浓度效应曲线，进一步提高通量，降低成本。

• 实现完全自动化
  

    操作者可以无需照看实验达6小时。

• 兼有“实验方案优化“和“大规模筛选“两种实验模式
  

    在“实验方案优化“模式中，操作者可在实验过程中修改实验方案，改变通道的刺激或给药     模式，加快实验方案优化进程。

相关文献

• Population Patch Clamp 可提高离子电流测量的数据一致性和成功率
  Finkel A, Wittel A, Yang N, Handran S, Hughes J, and Costantin J.
  J Biomol Screen 11:488-496, 2006 Jun 7.
   

• 用于 Ca2+-激活 K+ 通道的新型 384 孔 Population Patch Clamp 电生理学检测
  John VH, Dale TJ, Hollands EC, Chen MX, Partington L, Downie DL, Meadows HJ, and Trezise DJ.
  J Biomol Screen 12:50-60, 2006 Nov 7. 
   

• Population Patch Clamp 电生理学：离子通道筛查的突破性技术
  Dale TJ, Townsend C, Hollands EC, and Trezise DJ.
  Mol Biosyst 3:714-722, 2007 Jun 15.