细胞收缩与离子浓度同步测量系统
细胞收缩与离子浓度同步测量系统
Myocyte Calcium and Contractility System
IonOptix 的系统能快速实时记录和同步测量细胞的钙和收缩。我们的独特性在于能同时提供荧光光度测量与单个细胞的几何测量。所有单独的系统组件均可以独立运作，或组成一个完整的集成工作站。这样可实现精确而同步的数据采集，让研究人员获得细胞的长度和肌节与钙的实时的同步数据，优胜于使用一般的荧光系统。
这套系统可配置两种不同的LED激发光源。包括单丶双激发和双发射光度法以覆盖所有荧光探头PMT， 而采样率能达至1000Hz。测光的采集率取决于光源和探头。MyoCam-3s CCD 能以250Hz的采样率测量细胞尺寸，包括同步的细胞长度和肌小节长度的记录。我们的荧光系统接口容许多达 4通道的 12位模拟数据同步采集，预设的采样率为1000Hz。
收缩采集频率：240Hz
荧光采集频率：单荧光：1000Hz
双荧光：250Hz
▲ 完整一站式方案系统,可根据需求定制。
▲ 同步钙分光光度法及细胞收缩力测量
▲ 快速定量钙
▲ 测量动作电位
▲ 软件套件包括直观的瞬态分析
▲ 适用于多种细胞类型，如成熟心肌细胞、骨骼肌和iPSC-CMs
三种不同类型的荧光：
双激发单发射测量：Fura-2
单激发双发射测量：Indo-1
单激发单发射测量：Fluo-3/4、Rhod-2、Fluovolt
程控电刺激：
数据实时屏幕呈现
背景荧光自动消除
瞬变幅度与动力学分析
原始数据多种格式输出
采 集 功 能
Acquisition Features
* 最高采集率，细胞长度和肌小节为1000Hz； 单激发钙为1000Hz；标准双激发钙为250Hz
* 单独的采集时间周期定义为'epochs'，每个都可以包括独立采样率和模拟数据，可以在'epochs'中无缝切换自动或触发
* 细胞长度算法利用图像强度或图像强度导数检测左、右边缘。
* 肌小节测量采用可靠快速傅里叶变换算法， 可重复的实时测量
* 同时采集模拟监测电压和同步信号（e.g.pacing sync）
分 析 参 数
Analysis Parameters
* Departure/return velocity (d/dt):细胞收缩和舒张阶段达到的最大或最小速率
* Peak height:可以表示为绝对峰高或%的基线(e.g. % shortening for length data)
* Time to % peak or time to % baseline:在上升和下降阶段瞬变达到某一特定水平所需的时间(e.g. TP90 and TR90)
* Exponential fit:单指数曲线拟合和相关时间常数（τ） 有助于表达钙再摄取率
* Area under the curve:用于测量总钙交换
* Event averaging:去除重复信号噪声的平均数据
Cardiac resynchronization therapy restores sympathovagal balance in the failing heart by differential remodeling of cholinergicsignaling.
DeMazumder, Deeptankar, et al. Circulation research 116.10 (2015): 1691-1699. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.305268
Mechanochemotransduction during cardiomyocyte contraction is mediated by localized nitric oxide signaling.
Jian, Zhong, et al. Science signaling 7.317 (2014): ra27. DOI: 10.1126/scisignal.2005046
Neonatal Transplantation Confers Maturation of PSC-Derived Cardiomyocytes Conducive to Modeling Cardiomyopathy
gun-Sik Cho, Dong I. Lee, et al Cell Report:S2211-1247(16)31745-4
钙离子、收缩力和动作电位 同步测量
simultaneous measures of intracellular calcium and action potentials
药物开发过程中的一个主要问题是随着心脏复极延长而产生的促心律失常电位。在90年代中期由于致死性Torsade depoints（TdP）心律失常而开始一系列停药后，新的临床前心脏安全性评估指南发布了。
许多化合物阻断心脏hERG通道已被确定为导致心脏复极可能致命延长的主要因素，使体外hERG通道测定成为目前使用的标准方法。然而，心脏电生理依赖于过多的去极化和复极电流，其中一些电流，如ICaL和INCX，与Ca2+释放和再摄取紧密耦合。因此，在模型系统中进行心脏安全性测试，不仅提供了离子通道的代表性成分，而且还提供了完整的钙稳态，可以检测到简单的hERG分析可能遗漏的潜在心律失常化合物。另一方面，可以避免安全化合物（如维拉帕米）的消耗，维拉帕米已知可阻断hERG通道，但由于对其他通道的伴随作用，不会带来显著的促心律失常风险。随着新的电压敏感染料（VSD）和高通量系统的推出，可以测量数百个细胞。
一个更全面的心脏安全性测试方案现在可以实现。概念验证实验表明了该方法的可行性。
心肌细胞为何要同步测定：
▲收缩力（机械功能）
▲钙动力学（钙离子调节）
▲电生理（动作/膜电位）
心肌细胞膜上产生动作电位，钙通道开放，钙诱导钙释放，钙离子结合肌钙蛋白，肌动蛋白横桥结合位点暴露，粗细肌丝相对滑动，心肌收缩
结论
* 同时多参数记录动作点位、钙和收缩是可行的，且易于实现
* 细胞制备，染料负载和方案需要适应每个模型
* 能够全面评估ec耦合
* Cytosolver对基本ap参数足够精确
*多参数记录结合高通量细胞测量系统（MultiCell）可以作为传统安全测试方法的替代方法
