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MappingLab 矩阵式多通道电生理标测系统

• 此系统可以在整体心脏或者部分心脏传导组织上同步记录多点电信号。可用于在体心脏、离体心脏、心房组
织、心室组织、窦房结、房室结、浦肯野纤维等心脏传导组织以及心肌切片、心肌细胞层进行电传导标测,
监测多种电传导信息,其中包括:动作电位活动频率、动作电位起搏点位置、传导方向、传导速度、电传导
离散度、复极离散度、 QT间期离散度等
• 该系统还有6个或16个额外通道,可用来同步监测心室收缩压、冠状动脉灌注压力、单向动作电位、心肌牵
张力、灌注温度等信息
• 可用于新药研究,评价其对心脏各参数的影响,以评估其心脏毒性
• 开展关于各种心律失常研究,用于房颤、室颤、冲动传导或者起源异常等研究
• 可用于抗心律失常药物效应的监测,用于中西药抗心律失常药物筛选
• 该系统操作方便,不需要长时间培训即可开展电生理实验
• 通过简洁的组织层面的去极化复极化特征标测, 可对钠、钾、钙电流在心脏细胞电活动中的变化进行预估
• 若科研需要,该系统亦可通过电极置换,用于脑片、肠胃组织、子宫等平滑肌多点电生理标测

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产品简介

• 此系统可以在整体心脏或者部分心脏传导组织上同步记录多点电信号。可用于在体心脏、离体心脏、心房组
织、心室组织、窦房结、房室结、浦肯野纤维等心脏传导组织以及心肌切片、心肌细胞层进行电传导标测,
监测多种电传导信息,其中包括:动作电位活动频率、动作电位起搏点位置、传导方向、传导速度、电传导
离散度、复极离散度、 QT间期离散度等
• 该系统还有6个或16个额外通道,可用来同步监测心室收缩压、冠状动脉灌注压力、单向动作电位、心肌牵
张力、灌注温度等信息
• 可用于新药研究,评价其对心脏各参数的影响,以评估其心脏毒性
• 开展关于各种心律失常研究,用于房颤、室颤、冲动传导或者起源异常等研究
• 可用于抗心律失常药物效应的监测,用于中西药抗心律失常药物筛选
• 该系统操作方便,不需要长时间培训即可开展电生理实验
• 通过简洁的组织层面的去极化复极化特征标测, 可对钠、钾、钙电流在心脏细胞电活动中的变化进行预估
• 若科研需要,该系统亦可通过电极置换,用于脑片、肠胃组织、子宫等平滑肌多点电生理标测




系统适用的客户:
心脏电生理科研实验室
神经电生理科研实验室

系统监测的参数:
动作电位活动频率、动作电位起搏点位置、传导方向、传导速度、传导离散度、复极离散度、 QT间期离散度等
该系统还有6个或16个额外通道,可用来同步监测心室收缩压、冠状动脉灌注压力、单向动作电位、心肌牵张力、灌注温度等信息,同步监测可提供机械活动与高分辨率电活动的同步参数,提供远远高于分别单独监测的信息。

系统适用的科研方向:

开展关于各种心律失常研究,用于房颤、室颤、冲动传导或者起源异常等研究
可用于抗心律失常药物效应的监测,用于中西药抗心律失常药物筛选
可用于新药研究,评价其对心脏各参数的影响,以评估其心脏毒性

系统适用的动物:

斑马鱼、小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、犬、羊、猪、猴

系统适用的标本:

在体心脏、离体心脏、心房组织、心室组织、窦房结、房室结、浦肯野纤维等心脏传导组织以及心肌切片、心肌细胞层
若科研需要,该系统亦可通过电极置换,用于在体大脑、脑切片、肠胃组织、子宫等平滑肌组织。

系统的适用特点:

安装使用简单, 不用防震台;电极永久性使用, 不用拉制电极;信噪比高,不用屏蔽网;分析简单,软件自动化分析,批量处理数据。
实验操作简单,不用长时间培训,有ECG记录经验者可在两周内学会并稳定出数据。
数据信息量大,一次实验可分析大量数据。一次性记录64~256点电信号, 64~256个部位点去极化、复极化信息、传导信息等等与心律失常密切相关的参数,
数据稳定,长时间记录,不会出现run down。
数据精确,计算机判断组织动作电位兴奋点,不存在科研工作者主观判断带来的不准确结论。


Mapping技术与膜片钳技术的不同:
膜片钳技术是心脏电生理研究的重要技术, 是心肌细胞离子通道的研究不可或缺的工具,但其技术掌握之难度也是众所周知。

Mapping
技术安装简单、操作简单、出数据快、信息量大,可作为心脏电生理研究实验室的一项重要工具。很多电生理实验,可以先在心脏或心脏组织上做mapping,发现阳性结果后,可以直接发表文章,若需进一步更详细阐明离子通道机理,可在mapping实验结果基础上,再进一步做膜片钳研究,此时可在自己实验室完成膜片钳实验(若有硬件条件及熟练掌握patch技术的专业人员),也可找有成熟patch技术实验室合作,此时patch实验只是整个课题框架的一小部分,主要成果还属于完成mapping实验及其他初始实验的实验室原创。


Mapping技术与单通道ECG的不同:
在体或立体单通道ECG广泛应用于心脏电生理研究。 Mapping技术可提供单通道ECG能提供的所有信息,而且可更加精确。并能提供更多ECG所不能提供的重要信息。这些信息包括:动作电位起搏点位置、传导方向、传导速度、电传导离散度、复极离散度、 QT间期离散度等,这些信息都是与心律失常发生密切相关的参数。另外, Mapping还可用于部分心脏组织、心脏切片、心肌细胞层的研究。



EMapScope是一款先进的多通道数据采集和分析软件, 主要用于心脏电生理研究。该软件适用于MappingLab提供的各种电极设置。

记录特点:
兼容MappingLab多种电生理数据采集系统, 包括EMS64-USB-1003, EMS128-PXIe-1002和EMS256-PXIe-1001
可适应MappingLab多种电极,灵活选择设置通道数量
用户界面友好,可方便的设置通道选择、放大器增益、 采样频率,并可方便保存、导入设置文件
方便记录数据,文件名可选择自动生成
±1mV~±100mV电压输入范围选择
一个 + 5V的TTL触发电平输出,用于在线反馈研究
多种电极阵列布局可用于不同的应用
实时控制相机可用于实时监测电极在心脏组织摆放的位置
在线数字滤波功能
灵活的数据流管理,节省磁盘空间
易于安装、便于操作



软件特点:

同步显示数据采集时所用的电极矩阵排列信息、 电极摆放位置图像和实验备注等信息
灵活选择感兴趣的区域进行分析
可方便调节各个通道信号的显示间距,自由选择信号重叠
在线数字滤波,频谱分析和功率谱分析
可自动分析出心率、局部位置动作电位活动频率、起搏点位置、传导速度、传导离散度、 QT离散度等复极信息
可一键生成单次电活动的激动顺序图以及多次电活动的平均激动顺序图
高效批处理文件功能, 一键分析1到100个文件,直接输出PDF分析报告
方便地将结果或图表导出为Excel和PDF格式的文件
灵活的数据流导入和数据管理,节省磁盘空间


应用案例一(心律失常形成机制研究


Mapping实验可标测心肌组织传导速度及传导不均一性
此案例中,科研工作者发现了术后模型容易引起房颤,但未能再功能上阐述容易引起房颤发生的电生理机制,初次投稿后,被Reviewers要求补做mapping实验。
Mapping实验从电生理功能层面发现术后模型的心房电活动传导速度减慢、传导不均一性增加,这两点都是房颤发生的重要影响因素,强有力的佐证了该手术引起房颤的机理机制。

Huang Z, Chen XJ, Qian C, Dong Q, Ding D, Wu QF, Li J, Wang HF, Li WH, Xie Q, Cheng X, Zhao N, Du YM, Liao YH.
Signal Transducer and Activator of Transcription 3/MicroRNA-21 Feedback Loop Contributes to Atrial Fibrillation by Promoting Atrial Fibrosis in a Rat Sterile Pericarditis Model. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2016 Jul;9(7). pii: e003396. doi:10.1161/CIRCEP.115.003396.


应用案例二(异位起搏病灶研究  


Mapping实验可标测兴奋起搏点的位置并追踪其变化

此案例中,科研工作者发现了心房与心室交界处的组织在分子生物学研究中证明有类似起搏细胞的蛋白表达,但未证实有无起搏功能,初次投稿后,被要求补做mapping实验。mapping实验首先在包括完整窦房结的心房组织上(图A)(有氧恒温灌流,该组织可维持电生
理活性达一周之久)进行标测,可看到电活动稳定规律,电活动从窦房结方向起搏并传导到整个心房组织(图
B)。剪掉窦房结组织,只留部分心房组织,心室组织( 图C,解剖时完全避开房室结,保证此组织无房室结存留),再用另一个小尺寸矩阵电极标测,可发现缓慢、不规律电活动由房室连接处传出,并在给异丙肾上腺素时,起搏点位置发生转移(图D)。该实验从电生理功能上证实了房室交界处的组织有引起异位起搏的功能。

Atkinson AJ, Logantha SJ, Hao G, Yanni J, Anderson RH, Boyett MR, Dobrzynski, H. Functional, anatomical, and molecular investigation of the cardiac conduction system and arrhythmogenic atrioventricular ring tissue in the rat heart. J Am Heart Assoc. 2013 Dec 19;2(6):e000246. doi: 10.1161/JAHA.113.000246

应用案例三(动作电位传导速度、传导模式


Mapping实验可标测心房、心室组织传导速度
此案例中,科研工作者发现了MKK4基因敲除小鼠心脏Cx43减少,在投稿Circulation后被要求补做mapping实验,从电生理功能上证明Cx43减少影响了左室的动作电位传导速度并因此构成了心律失常的形成基础。如图A64通道电极放置于小鼠左室,中间电极点给电刺激,可看出基因敲除鼠的AP导速度明显慢。心室肌传导速度和心肌走向相关,因此文中分析了横向纵向两种传导速度(图B)。

关于心室的
mapping实验完成后,作者又标测了左右心房,发现老年基因敲除鼠的心房电传导异常(CD),又发表了第二篇论文。

Zi M, Kimura TE, Liu W, Jin J, Higham J, Kharche S, Hao G, Shi Y, Shen W, Prehar S, Mironov A, Neyses L, Bierhuizen MF, Boyett MR, Zhang H, Lei M,
Cartwright EJ, Wang X. Mitogen-activated protein kinase kinase 4 deficiency in cardiomyocytes causes connexin 43 reduction and couples hypertrophy signals to ventricular arrhythmogenesis. J Biol Chem. 2011;286:17821-17830

Davies, L., Jin, J., Shen, W., Shi, Y., Wang, Y., Zhang, Y., Hao G, Wu, J., Chen, S., Fraser, J., Dong, N., Christoffels, V., Ravens, U., Huang, C., Zhang, H.,
Cartwright, E., Wang, X., Lei, M. (2013) MKK4 is a negative regulator of theTGF-β1 signaling associated with
atrialremodelling and arrhythmogenesis withage.
J Am Heart Assoc. 2014 Apr 10;3(2):e000340. doi: 10.1161/JAHA.113.000340

应用案例四(Mapping在抗心律失常中药有效单体成分筛选中的应用

*某抗心律失常中药单体(-G)显著减慢Langendorff 灌流下家兔心率,减慢左心室传导速度,减缓心肌复极化,该单体作用可冲洗恢复。第一行图,图A,64通道电极。图B,电极在心室的监测位置。图C,原始波形。第二行图,传导速度和传导模式的变化。第三行图,部分通道信号明显显示该单体影响心肌动作电位复极化。

2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖后,中药的现代化研发逐渐成为热门,众多科研工作者试图从已知有效的中药配方中找出其有效成分,研究其作用机理,让中药为造福人类做出更多贡献。中药中有不少有效的抗心律失常配方,开展mapping实验,可以帮助科研工作者在从诸多可能有效的成分中迅速筛选出对心脏电生理有影响的有效单体,实验简单且稳定。

*
未发表数据。感谢牛津大学生理与解剖系(DPAG, University of Oxford) David Paterson教授课题组提供数据。
64通道标测放大器及采集系统 EMS64-USB-1003

 


系统简介:
EMS64-USB-1003由70个通道的(64 + 6)放大器和A/D转换器组成。主要用于心脏电生理学研究。它支持多种类型的电极记录细胞外电活动。


系统特点:

• 64通道电信号输入
• 提供6个额外通道,可以对组织的温度、单向动作电位、灌注压力等其它信号进行同步监测
• 单通道采样频率可达10KHz
• 16位数据分辨率
• 100至10000倍模拟信号放大
• ±1mV~±100mV电压输入范围
• 提供一个+5V TTL电平输出接口,用来触发刺激器或其它信号记录设备
• 12V DC电源
• USB接口CCD相机

兼容性:

软件:
• EMapScope 3.0
• Windows 7,8,10
• 运行Windows的Intel Macintosh
硬件附件:
• 64到32*2通道转换盒
• 32、 36、 64通道电极



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