昊量光電/星朗浩宇ePatch膜片鉗

ePatch 是意大利 Elements 公司推出一體化單通道微型膜片鉗系統，將探頭前置放大器、程控電壓脈沖源、高速 ADC 采集卡、補償電路全部集成在小型機身內，是市面“頭級尺寸、即插即用" 全功能膜片鉗設備。

昊量光電/星朗浩宇ePatch膜片鉗

區別傳統分體式膜片鉗（主機 + 獨立探頭 + 外置數采），整機僅 200g，可直接固定顯微操縱臂，USB 一線供電 + 數據傳輸，無需外接電源、DA/AD 板卡，兼顧單通道單通道記錄、全細胞記錄、脂雙層 BLM 平面脂膜實驗，適配細胞電生理、離子通道、人工脂膜納米孔多場景科研。

ePatch膜片鉗應用場景

• 細胞電生理：異源表達細胞（HEK、CHO）單離子通道記錄（細胞貼附、內面向外、外面向外膜片）；全細胞膜片鉗：電壓鉗記錄鈉 / 鉀 / 鈣 / HCN 通道電流、配體門控通道；電流鉗記錄神經元動作電位、自發突觸后電流 EPSC/IPSC、靜息電位；原代神經元、心肌細胞、免疫細胞電生理特性表征。

• 人工脂雙層 BLM 生物納米孔：α- 溶血素、MspA、ClyA 生物孔離子傳導、 analyte 分子阻斷實驗；多肽、短核酸、小分子藥物與生物孔相互作用動力學；生物納米孔測序基礎信號采集。

• 基礎交叉科研：離子通道藥物篩選、小分子通道調節劑藥效評價；膜蛋白構象動態、跨膜轉運動力學；微型微流控芯片集成電生理檢測。

該產品核心技術優勢

• ji致一體化，極簡臺面布局：傳統膜片鉗由主機、探頭、數采卡、電源、多根信號線組成；ePatch 單臺集成全部功能，無繁雜線纜，狹小法拉第籠內也可安裝，適合雙光子顯微鏡、共聚焦聯用場景。

• 超低噪聲，覆蓋單通道 / 全細胞雙場景：高 GΩ 增益檔位 fA 級噪聲，記錄 pA 級單通道離子電流；大電流檔位適配神經元全細胞、突觸電流、動作電位記錄，兼顧ji小單通道與大細胞宏觀電流。

• 全自動全套補償功能：軟件一鍵自動完成電極電容、膜電容、串聯電阻補償，支持手動精細微調，大幅降低新手封接后調試難度，縮短實驗準備時間。

• True-Zero 零電流鉗模式：原生零電流鉗，精密記錄靜息膜電位、自發突觸電位、動作電位，無低頻漂移，優于傳統改良型電流鉗方案。

• 一機多用：細胞電生理 + BLM 脂雙層：原生支持人工平面脂雙層實驗，可搭配 Elements 脂雙層液流池開展 α-HL、MspA 生物納米孔離子通道記錄，同設備兼顧細胞與體外脂膜實驗。

• 輕量化便攜，野外 / 活體能測：整機僅 200g，筆記本供電，可搭配便攜式顯微鏡開展離體組織切片、原代細胞、簡易活體電生理實驗。

電壓鉗模式技術參數

• 開路輸入均方根噪聲：300fA @ 625 Hz; 1.5pA @ 10 kHz; 12pA @ 100 kHz

• 電流量程：±200pA (Gain 2.25GΩ), ±2nA (Gain 225MΩ), ±20nA (Gain  22.5MΩ), ±200nA (Gain 2.25MΩ)

• 電壓脈沖發生器輸出范圍：± 500 mV

• 數字濾波器截止頻率：cutoff frequencies in the range between 625 Hz and 100 kHz

• 蕞大采樣速率：200 kS/s

• 快電容補償范圍：0-11 pF

• 慢電容補償參數：C in 0 - 250 pF, Tau in 0 - 2500μs

• 串聯電阻校正范圍：R in 0 - 25 MΩ

• 電極偏移補償范圍：± 50 mV

• 可編程數字輸出：0～5V
  

電流鉗模式技術參數

• 均方根噪聲：11μV @ 625Hz; 22μV @ 10 kHz; 350μV @ 100 kHz

• 電流激勵量程：±2.5nA (res. 0.2pA); ±100nA (res. 10pA)

• 電壓輸出范圍：±700 mV

• 電極電容中和：(0-31 pF range)

• 橋平衡補償：(0-40 MΩ range)

• 真實零電流工作模式

案例研究

1.單通道記錄：采用細胞貼附式膜片鉗記錄瞬時表達 Kcv 鉀通道的人胚腎（HEK）細胞單通道電流活動。虛線分別標注通道關閉（C）與開放（O）兩種電流水平；記錄曲線右側標注電極鉗制電位。電極內液鉀離子濃度為 130 毫摩爾 / 升，浴液鉀離子濃度為 100 毫摩爾 / 升。

2.皮層神經元放電電流鉗記錄：采用全細胞電流鉗模式記錄新生大鼠腦組織分離的皮層神經元。于 - 70 毫伏鉗制電位下，注入 30 皮安、時長 1 秒的刺激電流，記錄動作電位。實驗開啟電極電容中和與橋平衡補償功能。數據以 10 千赫茲采樣率采集，存儲為.abf 格式文件。

3.NaV1.5 通道記錄：采用插圖所示電壓鉗程序，激活在 HEK293 細胞中過表達的 NaV1.5 通道，記錄全細胞電流。數據采樣率 10 千赫茲，濾波截止頻率 5 千赫茲。通過串聯電阻預判與校正補償功能，大限度降低電壓誤差。