dPatch システム

オプション

注文コード	説明	詳細
SU-DPATCH	ヘッドステージとプリアンプ1台付きdPatchシステム	内容：dPatchシステム（ヘッドステージとプリアンプ1台）、505671ピペットホルダー1個、モデルセル1個、デジタル出力用スクリュ端子、ラックマウントハードウェア；SutterPatch®ソフトウェアスイート（Igor Proライセンス付き）
SU-DPATCH-2	ヘッドステージとプリアンプ2台付きdPatchシステム	内容：dPatchシステム（ヘッドステージとプリアンプ2台）、505671ピペットホルダー2個、モデルセル2個、デジタル出力用スクリュ端子、ラックマウントハードウェア；SutterPatch®ソフトウェアスイート（Igor Proライセンス付き）

伝説的なサポート

Sutterは製品を支持し続け、継続的に改良してきた長い歴史があります。市場の他のアンプが20年間更新されていない中、dPatchは今後も長期にわたり開発とサポートが続けられます。すべての製品は米国製で、サポートが必要な場合は無料で対応します。

 

5 MHzのサンプリングレート、最大22ビットの解像度

dPatchのユニークな特徴の一つはヘッドステージのデータサンプリングシステムです。各ヘッドステージは5 MHzで連続的にサンプリングされます。出力フィルターは100 Hzから1 MHzまで13段階の設定があります。1 MHzで18ビットの解像度を達成します。より低いフィルター設定では、自動ダウンサンプリングにより解像度を高めつつデータレートを最適化します。帯域幅設定が1 kHzの場合、dPatchシステムは22ビット以上の信号解像度を提供します。

 

アクティブ冷却は不要です

アクティブ冷却は長期的には実際により多くの「ノイズ」を生み出す多くの問題を引き起こします。アンプヘッドステージのアクティブ冷却はペルチェセルを使用し、電子機器をわずかに冷却して性能を向上させますが、セルの反対側でかなりの熱を発生させます。この熱が熱ドリフトを引き起こし、単一チャネル作業中にパッチを維持することをほぼ不可能にします。これはユーザーが「マニピュレータードリフト」と認識する最も一般的な原因です。マイクロマニピュレーターを製造する会社として、私たちは電気生理学装置全体のシステム性能に非常に敏感です。

アクティブ冷却は理論上わずかにノイズ仕様を改善できますが、実際にはそのわずかな仕様上の利点よりも欠点の方がはるかに大きいです。dPatchヘッドステージの開発目標の一つは、冷却ヘッドステージを必要とせずに室温で同等のノイズ性能を達成することでした。2つの抵抗フィードバックモードでは、dPatchアンプは競合システムよりもさらに静かです。さらに、ペルチェ素子の寿命が限られているため、信頼性に関する懸念があり、これは受け入れられませんでした。

 

内蔵データ取得システムにより、サードパーティのコンピューターインターフェースは不要です

マルチプレクサーフリーデザインを採用したdPatchは、8チャネルの完全差動アナログ入力、4チャネルのアナログ出力、および16チャネルのデジタル出力（TTL）を提供します。すべてのI/Oチャネルは連続的にサンプリングされ（アナログ入力は200 kHz、アナログおよびデジタル出力は250 kHz）、ユーザーインターフェースを通じて利用可能です。

SUTTERPATCHソフトウェア

dPatchアンプシステムはSutterPatchソフトウェアと組み合わせることで、すべてのアンプ設定、刺激情報、外部実験パラメータを自動的にキャプチャして保存し、生データトレースと時間的に関連付けるよう設計されています。これにはすべてのアンプおよび取得設定、実験のタイミングと進行状況が含まれます。アンプ段の完全統合されたコンピュータ制御により、取得ソフトウェアは常にアンプとデジタイザの内部状態を把握し、発生する可能性のある変更を追跡できます。これは変更が自動的にトリガーされた場合でもユーザーが開始した場合でも独立しています。

●新機能● ダイナミッククランプ

dPatchアンプシステムの特許取得済みデジタルアーキテクチャは、ダイナミッククランプに理想的なプラットフォームを提供します。dPatchは、FPGA（フィールドプログラマブルゲートアレイ）と2つの高速ARMコアプロセッサによる並列処理を行うシステムオンチップで駆動されています。このアーキテクチャ内には複数の高度なダイナミッククランプモデルが実装されています。各モデルでは、適用される電流値の更新がdPatchとコンピュータ間の通信なしで行われます。モデルの複雑さに応じて、最大500kHzの更新速度が達成可能です。 

その他の外部データの追跡

接続されたハードウェアの状態変化は自動的に追跡されるほか、研究者はアンプに接続されていない機器を使った刺激の適用などのイベントを手動でタグ付けして記録できます。環境パラメータやサンプル特性の詳細な仕様情報も生データとともに記録・保存可能です。合計で650以上のメタデータ属性がサポートされています。例としては、動物種、遺伝子型、細胞サンプルの調製日時、記録用溶液、ピペット抵抗、ハードウェア特性、適用された刺激の詳細情報などがあります。

 

データの可視化と解析

SutterPatchソフトウェアは、複雑なデータセットのナビゲーションと解析を簡素化するよう設計されています。スコープウィンドウは、2次元および革新的な3次元表示の両方で複数の表示モードをサポートします。3Dビューは特にアッセイ開発時に役立ちます。実績のあるIgor Proプラットフォームの最新バージョンの上に構築されたSutterPatchは、ネイティブのIgor Pro機能と電気生理学アプリケーションに特化した豊富な機能を組み合わせています。パッチクランププログラムの初心者も経験者も、SutterPatchソフトウェアを快適に使用できます。

アプリケーションモジュールは特定のアプリケーションに特化した機能を提供します。

現在利用可能：

• イベント検出モジュール：ノイズの多い背景でもミニチュアシナプスイベントを検出するのに優れたデコンボリューションアルゴリズム。
• 活動電位解析モジュール：位相平面プロット、タイミングおよび波形統計。
• カメラモジュール：記録された細胞の識別と状態を簡単に記録する方法。

 

研究室の働き者

dPatchシステムは最先端研究に対応しつつ、その機能セットによりどの研究室環境でも即座に価値を発揮します。

• 最適な全細胞および単一チャネル記録のための3つのヘッドステージフィードバックレンジ
• 電極および全細胞容量の自動補償
• シリーズ抵抗補償
• シンプルな配線、迅速かつ簡単なセットアップ
• 高ダイナミックレンジのデジタイザにより可変ゲイン段階不要
• 高速デジタイザによりサンプルレートの心配なし

一般的な用途：

• 単一チャネル記録
• 聴覚研究およびその他の急速に変化する信号
• 組織スライス記録
• 培養細胞実験
• 付着または分散細胞からの細胞株研究
• オプトジェネティクス
• ナノポアおよびナノギャップ研究

 

特徴

• 無料の技術サポート
• 完全統合された単一または二重ヘッドステージパッチクランプアンプおよびデータ取得システムにより、迅速かつ簡単なセットアップを保証
• 組織スライス、付着細胞または分散細胞の単一チャネルおよび全細胞パッチクランプ記録に最適化
• 完全なコンピューター制御により、電極および全細胞容量の自動補償を実現
• 電圧クランプ、FastFollower™電流クランプ、完全統合されたダイナミッククランプ機能により、細胞の電気活動を完全に特性評価
• SutterPatchでのライン周波数低減
• 高解像度容量測定のためのSutterPatch内のソフトウェアロックインアンプ
• 高速信号の特性評価を可能にする高帯域幅
• 単一チャネルおよび全細胞パッチクランプ記録のための3つのヘッドステージフィードバックレンジ
• 包括的なデジタル補償回路により、最高の精度と信号忠実度を実現
• バンドルされたSutterPatch®ソフトウェアは、多用途なデータ管理、直感的なナビゲーション、効率的なデータ解析を提供します。

 

アクセサリー

グラウンドポイント
グラウンドポイント（#505673）は、スターグラウンド構成のための信頼性の高い低抵抗接続を提供し、あらゆる電気生理学セットアップでグラウンドループを回避する実証済みの方法です。9本のバナナプラグ＋最大10ゲージの裸線8本またはバナナプラグを受け入れます。ベースプレートは付属の¼-20およびM6ネジでインチまたはメートルのエアテーブルトップに直接取り付けられます。固体の機械加工された真鍮製で、メッキされたバナナ／クランプコネクタを備えています。

dPatch拡張パネル

ユーザーマニュアル

dPatch & SutterPatch操作マニュアル

製品情報

ブランドaXとの比較
ダイナミッククランプチラシ
dPatch販売用チラシ（英語版）
SutterPatch®販売用チラシ
Sutterアンプシステムの比較

科学論文

Sutter InstrumentアンプシステムとSutterPatch®ソフトウェアを用いた注目の実験

書籍章：21世紀のパッチクランプ技術
In: Dallas M., Bell D. (編) パッチクランプ電気生理学. 分子生物学の方法, 第2188巻. Humana, ニューヨーク, NY

ビデオ

ウェビナー：ダイナミッククランプとクロス実験解析

SutterPatchインフォメーショナルビデオ

SutterPatchウォークスルー：#1 はじめに

SutterPatchウォークスルー：#2 アンプ制御

SutterPatchウォークスルー：#3 ルーチン

SutterPatchウォークスルー：#4 データナビゲーターとメタデータ

SutterPatchウォークスルー：#5 アプリケーションモジュール

FAQ

Q: dPatch®は市場の他のアンプと比べてどうですか？
A: dPatchは最新のデジタルアーキテクチャを使用しています。ヘッドステージ近くで信号をアナログからデジタルに変換することで、信号の完全性を可能な限り保持しています。dPatchのほぼすべてのノイズ仕様は市場の他のすべてのアンプを上回っています。さらに、dPatchは完全なパッチクランプシステムであり、すべてのデータ取得ハードウェアとソフトウェアが含まれており、ダイナミッククランプに外部ハードウェアは不要です。(比較表はこちら)

Q: なぜdPatchにはアクティブ冷却がないのですか？
A: アクティブ冷却は長期的には実際に「ノイズ」を増やす多くの問題を引き起こします。ペルチェ素子によって発生する熱はマニピュレーターの熱ドリフトを引き起こし、シングルチャネル作業中にパッチを維持することがほぼ不可能になります。マイクロマニピュレーターを製造する会社として、私たちは電気生理学装置全体のシステム性能に非常に敏感です。アクティブ冷却は紙上でわずかに良いノイズ仕様を得るのに役立ちますが、実際の使用ではそのわずかな仕様向上よりも欠点の方がはるかに大きいです（比較表をご覧ください）。さらに、ペルチェ素子の寿命が限られているため、信頼性の問題があり、私たちはそれを受け入れられませんでした。

Q: dPatchにデジタイザーやソフトウェアを購入する必要がありますか？
A: いいえ、dPatchは本質的にデジタル設計のため、追加のデジタイザーは必要ありません。SutterPatch®ソフトウェアとIgorProのライセンスはすべてのdPatchシステムに含まれています。dPatchには実験を開始するために必要なすべてが揃っています。

Q: 後からシングルヘッドステージのdPatchシステムに2台目のヘッドステージを追加できますか？
A: はい、dPatchのヘッドステージ／プリアンプユニットは交換可能で自己完結型です。すべてのキャリブレーションと調整情報はヘッドステージ／プリアンプユニットに直接保存され、起動時に読み込まれます。これにより、2台目のヘッドステージの追加が簡単になります。

Q: ヘッドステージは私の既存のマイクロマニピュレーターに取り付けられますか？
A: すべてのSutter Instrumentヘッドステージには標準のドブテールフィッティングが付属しています。このフィッティングは約30年前にSutter InstrumentとAxon Instrumentsによって共同で導入され、その後ほとんどのパッチクランプアンプやマイクロマニピュレーターのメーカーに採用されました。これにより、Sutterのヘッドステージは既存の装置にそのまま取り付けられ、多くの場合調整も不要です。

dPatch統合デジタルパッチクランプアンプは、単一または二重ヘッドステージシステムで、単一チャネルおよび全細胞記録アプリケーションに最適化されたコンピューター制御システムです

dPatchの背面パネル。（拡大表示はクリック）

 

アンプ

• ハードウェアアーキテクチャにより、すべてのデータ変換が準備近くで行われ、電源や高速デジタル回路などの既知のノイズ源から離れています
• 電圧クランプおよび真のカレントクランプモード、モード間のスマート切り替えでカレントアーティファクトを回避
• 単一チャネルおよび全細胞記録の最適化のための3種類のヘッドステージフィードバック要素

フィードバック 要素	範囲	アナログ 帯域幅	ノイズ 10 kHz 帯域幅	ピペット 補償 範囲	シリーズ 抵抗 範囲	細胞 容量 範囲
容量性	±20 nA	1 MHz	< 0.22 pArms	20 pF	N/A*	N/A*
500 MΩ	±20 nA	> 250 kHz	< 0.7 pArms	20 pF	100 MΩ	100 pF
50 MΩ	±200 nA	> 250 kHz	< 2.3 pArms	20 pF	10 MΩ	1000 pF

^* 容量性フィードバック範囲は単一チャネル電圧クランプ記録に最適化。全細胞補償とカレントクランプモードはこの範囲では無効

• ピペット補償、全細胞補償、シリーズ抵抗補償の自動補償ルーチン
• シリーズ抵抗の予測と補正は独立してプログラム可能
• 8極ベッセルフィルター 0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、50、100、250、500、1000 kHz
• 解像度を高めデータファイルサイズを削減するためのフィルター出力の信号処理
• 1 kHzフィルター設定で22ビット以上の解像度
• 高ダイナミックレンジのアナログ-デジタルコンバーターにより可変出力ゲイン段の必要性を軽減
• ホールディングポテンシャル ±1000 mV
• カレントクランプブリッジ補償とピペット容量補償
• スローなホールディングポテンシャルトラッキングはカレントクランプ記録中のドリフトを補正

 

データ取得

• 組み込みのデータ取得システムにより外部データ取得ボードが不要
• ヘッドステージあたり5 MHzのサンプリングレート、22ビットの解像度
• 8つの補助アナログ入力、16ビット完全差動、±10 V入力、それぞれ200 kHzで連続サンプリング
• 4つのアナログ出力、16ビット、±10 V出力、それぞれ250 kHzで連続更新
• 250 kHzで動作する16のデジタル出力（TTL）
• 外部機器の同期用に独立したTrigger IN / Trigger OUT
• 単一のSuperSpeed USB 3.0接続でデータ取得とアンプを制御
• 複雑なコマンド波形
• データ取得はオンボードのマイクロ秒クロックまたは外部（TTL）トリガーで開始できます

 

SutterPatchソフトウェア

• Igor Pro 8 (WaveMetrics, Inc.)を基盤に構築されています
• ParadigmsとRoutinesは完全な実験制御を提供します
• Waveform Editorは、最も複雑な刺激パターンやユーザー定義テンプレートの作成を簡単にします
• Associated Metadataは実験に関するすべての関連情報を保存します
• 包括的なデータ解析ルーチンと出版品質のグラフィックス
• 高速応答のオンラインライン周波数低減
• Windows 10以降（64ビット）、またはMacintosh OS X 10.11（El Capitan）以降で動作

SutterPatchソフトウェアのスクリーンショット

技術仕様

寸法
dPatch: 19インチ x 11インチ x 3.5インチ | 48.2 cm x 28 cm x 9 cm

dPatchプリアンプ: 7.6インチ x 3.5インチ x 1.2インチ | 19.5 cm x 9 cm x 3 cm

dPatchヘッドステージ: 3.7インチ x 1.1インチ x 0.66インチ | 9.5 cm x 2.9 cm x 1.7 cm

重量
dPatch: 15ポンド | 6.8 kg

電気
110/240ボルト
50/60ヘルツ電源ライン

*特許番号 US 10,393,727 B2

RoHS準拠

DPATCH CE証明書

      

システム要件

最小構成：

• Windows 10（64ビット）、またはMacOS：10.11 El Capitan以降¹
• プロセッサ：デュアルコアi5²
• メモリ：8 GB
• ソリッドステートドライブ（SSD）：500 GB以上
• ディスプレイ解像度：1024 x 768（XGA）
• 1つの利用可能なUSB 3.0 SuperSpeedポート（メインボード上、PCIxカードなどではありません）³

帯域幅が50 kHzを超える場合の推奨構成：

• Windows 10（64ビット）、またはMacOS：10.11 El Capitan以降¹
• プロセッサ：デュアルコアi5²
• メモリ：16 GB
• ソリッドステートドライブ（SSD）：500 GB以上
• ディスプレイ解像度 1920 x 1080（フルHD）
• 1つの利用可能なUSB 3.0 SuperSpeedポート（メインボード上、PCIxカードなどではありません）³

SUTTERPATCH® データ取得管理システムおよび解析ソフトウェア：すべてのSutter Instrumentアンプシステムに付属

¹ VMwareやParallelsなどの仮想化ソフトウェアプラットフォーム上にインストールされたオペレーティングシステムはサポートされていません。

² 現時点で、WaveMetricsはApple Silicon M1アーキテクチャを搭載したMacコンピュータ上のIgor Proを完全にはサポートしていません。技術的な詳細はhttps://www.wavemetrics.com/news/igor-and-apple-arm-processorsをご覧ください。予備的な実験では、SutterPatchソフトウェアはIgor Pro 8および9の両方で、各Sutterアンプシステムに接続した状態でこれらのコンピュータ上で動作することが示されています。ただし、新技術には互換性の問題が完全に排除できない場合があります。

³ USB 3.0ポートはUSB 2.0 High Speed仕様と互換性があります。
古いWindows PCやUSB増設カードに見られる遅いUSB 2.0「フルスピード」ポートはサポートされていません。

Windowsを搭載したPCでHigh Speed USB 2.0またはUSB 3.0を確認するには、コントロールパネル>デバイスマネージャ>ユニバーサルシリアルバスコントローラのセクションで「Enhanced」ホストコントローラを探してください。これはコンピュータの物理ポートへのマッピング情報を提供しないため、USBポートのバージョンが混在している場合があります。個々のUSBポートでUSB 2.0/3.0のHigh Speed動作性能を確認する必要があります。視覚的な指標として、USB 3.0ポートは青色で色分けされていることが多いです。

USBハブはサポートされていません。High SpeedまたはSuper Speed仕様に正式に準拠している場合でも、USB増設カードは推奨されません。これらは多くの場合USBハブとして構成されており、断続的な転送エラーが発生しやすく、トラブルシューティングが困難です。