MDE 公司通过标准的微电极技术，多年来已成功的设计开发了自己独特的工作站。更深入的开发了针对胚胎（the embryonic）和成年斑马鱼心脏（adult zebrafish heart）离子通道（ ion channels）电压响应(AP)的测量-----CellFish system。

标准微电极方法优势（The advantage of the standard microelectrode method）

近几十年来研究证明,斑马鱼是心脏研究的首选研究课题,尤其是心脏生理和药理试验，斑马鱼心脏电生理学显示了许多相似点,目前使用的哺乳动物实验模型，例如:离子通道（ion channels)、心电图(ECG)等,它有一个独特的生理发展适应性。基于相似性的发现,应用在哺乳动物的细胞（cellular)技术(标准微电极（standard microelectrode）、膜片钳（patch clamp）)也用于对斑马鱼的研究了。

Atrial and ventricular cardiac action potentials 

成年斑马鱼the adult zebrafish (A)，人类human(B)和小鼠mouse (C)心房和心室心脏动作电位

图中分别是成年斑马鱼the adult zebrafish (A)，人类human(B)和小鼠mouse (C)的心房(左列)和心室(右列)心脏动作电位的代表性图形，斑马鱼自发的搏动的心脏APs记录是在28°下测量的，而人类和小鼠心脏组织是在37°C下通过1赫兹的频率刺激测定的，斑马鱼的记录是从心室的心尖一半和从心房的中心区域获得。

标准微电极技术的优点是,横跨膜的变化记录从制备电极刺穿到放大器,在一个细胞的准备、电极的尖端检测细胞内空间与细胞外空间的电势变化。这种技术确保了细胞内外空间之间的电压变化，由此可对所引起的给定区域的所有活跃的离子通道进行测量，测量方法获得的ECG信号，定义了心电图（ECG）的曲线形成,该心脏生理检查方法的曲线形成已在临床实践中广泛使用。

系统组成

1. 机械单元（Mechanical unit）；

2. 测量系统（Measuring system）：

①　高输入阻抗（High input impedance）、低噪声放大器 low noise amplifier )；

②　数据显示、存储和分析硬件/软件(EASY-CEL)；

机械单元（The mechanical unit）：

它的底部是一个高度稳定,无振动平台,从而保持了成鱼 (adult)和胚胎标本(embryonic specimen)的制备，各组件功能：

 Mechanical unit（机械装置）        Flowchart the mechanical unit（机械装置流程图）

1) 成鱼心脏解剖器官浴模式（The organbath modes for adult fish heart dissection）

开循环（Open circuit）

生理溶液在器官浴里不断流动和保持合适的液体水位便于泵抽吸。

闭循环（Closed circuit）
流动的生理溶液中止:龙头1闭合,龙头3打开时泵就停止，该溶液就可以添加到器官里。

2) 试验装置（The setup of equipment necessary for the experiment）

系统设计优点之一是所必需的试验设备(pl:操纵器（manipulators）、器官浴（organ bath）、灯光（ lighting）、等等)被安装在工作台最佳位置，另一个优点是试验人员可以灵活的改变工作台上的器官浴位置,以适应任何的物种，设定穿刺由器官浴的纵向可调支承的位置。该解决方案允许多个胚胎的同时测量。

 The mechanical design of the system

Embryo in the bath 浴槽里胚胎    The organ bath 器官浴槽

存储模式（Store mode） 

提供有主曲线显示，某一个特定时刻的存储、在测量过程中的任何时间、并比较该曲线与在该时刻测量或监测的曲线。此外，还有一种可能性，以计算平均距离的曲线。

                 Store mode                                                                         Average mode

刺激隔离器（Internal stimulator with  isolated power output stage）

Parameter ranges:参数范围：

1.  脉冲周期Pulse Period (PP)500μs...999 s

2.  延迟Delay (DE)0.1μs...999 s

3. 脉冲宽度Impulse Width (PW)10μs.. .999 s

4.  训练延迟Train Delay (TD)10 μs...999 s

5. 训练编号Train Number (TN) 1 ... 999

刺激隔离器性能规格：

1.  最大输出电压Max. output voltage ± 10 V, ± 100 V

2. 电流限制Current limit ± 10 mA, ± 100 mA

          Stimulator settings                                     Stimulator module

刺激隔离器（Internal stimulator with isolated power output stage）

Parameter ranges:参数范围：

1. 脉冲周期Pulse Period (PP)500μs...999 s

2. 延迟Delay (DE)0.1μs...999 s

3. 脉冲宽度Impulse Width (PW)10μs.. .999 s

4. 训练延迟Train Delay (TD)10 μs...999 s

5. 训练编号Train Number (TN) 1 ... 999

刺激隔离器性能规格：

1. 最大输出电压Max. output voltage ± 10 V, ± 100 V

2. 电流限制Current limit ± 10 mA, ± 100 mA

心脏单细胞（Heart single-cell registration）

对于与标准的微电极技术测量心脏的AP曲线，在联机模式中的以下参数被显示，分析和存储，在测量过程中。在后期的脱机模式下的AP曲线和保存的参数可被重新分析和修饰：

1. RP – rest potential

2. TOP – taking off potential

3. APA1 – AP to the RP = OS – RP

4. APA2 – AP to the MDP =OS – MDP

5. MDP – minimum potential

6. OS – overshot

7. APD10 –10% coming back

8. APD25 –25% coming back

9. APD50 –50% coming back

10. APD75 –75% coming back

11. APD90 - 90% coming back

12. APD50mV –50mV coming back

13. CT – leading time

14. dVmax – the fastest point of the rising branch of the sign

15. dVmin – the fastest point of the descending branch of the signal

系统配置：

完整的工作站（Complete Workstation）： 包含放大器，硬件接口，软件，刺激隔离器和电脑。

                     preamplifier                 Stimulator module             Cetral workstation

                                     刺激隔离器 

          Converter                         preamplifier             Easy CELL software module

附件（Additional devices） ：

 法拉第笼KFA Faraday cage           球形操纵器带刺激电极               精密操纵器 (1μm/pace X,Y plane)

测量系统（The measuring system）
为了实现这些有利的参数，线性放大器被选为参考接地，所有的这些服务功能由放大器提供(例如:容量补偿（capacity compensation）、电阻测量（resistance measurement），直流电极接触电势取消（DC electrode contact potential cancellation ）等)都可以通过不断的电阻（1Ώ）参考接地。

包含组件：

1.  高输入阻抗（high input impedance(1012Ώ),

   低噪音（low noise）,低容量（low capacity(25pF) 放大器,

2.  隔离刺激器(isolated stimulator end stage 10V/10mA),

3.  INTRASYS测量、分析和数据存储软硬件系统与刺激器模块。

为了避免外部噪声污染（由于该系统不包含任何过滤器），并保持容量低，与力学共同的屏蔽接地点已被设计好。通过这一点，我们可连接到法拉第笼的屏蔽接地（GND)。

                                  测量系统（The measuring system）

1) 放大器(amplifier)

该放大器是为标准的微电极技术开发的，应用技术解决方案允许使用10MΩ和100MΩ之间的玻璃电极的AP信号精确传输。放大器包含两部分：一个是““INTE”高输入阻抗前置放大器,它可以直接连接到电极套管(例如:WPI, Harvard, Clark, etc.)；另一元件是功率放大器，其中包含先前描述的电路元件，并且提供了连接到数据成像，存储和分析用硬件-软件系统（EASY-CEL）。

                        preamplifier                                                   amplifier

2) EASY-CEL 软硬件

EASY-CEL是一个单通道存储示波器软件，该软件可被用于显示，存储和分析细胞内外电位，引发在心脏或任何其他解剖区域（例如:脑（brain）、骨髓（ bone marrow）等）的体内（ in-vivo）或体外（in-vitro）的方法。

 单细胞活动（One-cell activity）                  皮层诱发电位（Cortical evoked potentials）

 心脏单细胞（Heart one cell)                  细胞内单个神经细胞(Intracellular one neuronal cell） 

心脏单细胞（Heart single-cell registration） 

对于与标准的微电极技术测量心脏的AP曲线，在联机模式中的以下参数被显示，分析和存储，在测量过程中。在后期的脱机模式下的AP曲线和保存的参数可被重新分析和修饰：

1.  RP – rest potential 

2.  TOP – taking off potential

3.  APA1 – AP to the RP = OS – RP

4.  APA2 – AP to the MDP =OS – MDP

5.  MDP – minimum potential

6.  OS – overshot

7.  APD10 –10% coming back

8.  APD25 –25% coming back

9.  APD50 –50% coming back

10. APD75 –75% coming back

11. APD90 - 90% coming back

12. APD50mV –50mV coming back

13. CT – leading time

14. dVmax – the fastest point of the rising branch of the sign

15. dVmin – the fastest point of the descending branch of the signal

           Software surface                                            Analyzed parameters