Ricapitolazione di una curva Ion Canale IV Uso dei componenti di frequenza

1. Preparare funzione del rumore e del segnale di ingresso Creare una funzione rumore contenente le componenti di frequenza desiderata. Questo può essere fatto descrivendo i componenti frequenza desiderata nel dominio della frequenza e quindi il calcolo della inversa trasformata rapida di Fourier. In questo studio, 1 – 15 kHz è stato utilizzato. Tutte le trasformate di Fourier e trasformate di Fourier inversa descritto in questo studio sono stati calcolati utilizzando Matlab FFT e funzioni IFFT. Scala l'ampiezza della funzione di rumore in modo appropriato. In questo studio la funzione di rumore è stato scalato in modo tale che lo zero a picco di ampiezza della funzione di rumore era 50 o 100 mV. Creare un file stimolo con metodi adeguati per il software di acquisizione in uso. Per CLAMPEX 8, prima creare un file di testo con l'intestazione appropriata. Sotto l'intestazione, inserire gli incrementi di tempo per una sola passata nella prima colonna. Gli incrementi di tempo deve avere la stessa spaziatura temporale come l'intervallo di campionamento utilizzato nelle misure. Per ogni spazzare nel protocollo fase di tensione inserire la tensione esatta desiderato ad ogni passo. Questo dovrebbe includere la funzione del rumore. 2. Effettuare misurazioni con la pinza di tensione Creare un protocollo di misura all'interno del software di acquisizione che è compatibile con il file stimolo generato in precedenza. In CLAMPEX, c'è un menu che consente all'utente di associare un file di stimolo con il protocollo corrente. Allegare un modello (o biologico) delle cellule alle apparecchiature di misura. Eseguire l'esperimento come programmato. A fini di controllo, assicurarsi di includere le misurazioni periodiche che non prevedono alcuna funzione del rumore. 3. Messaggio Esperimento Analisi Calcolare la curva IV per una registrazione individuale. Se la registrazione è a stato stazionario quando la funzione di rumore viene applicata, la curva IV possono essere creati utilizzando una parte allo stato stazionario della registrazione temporalmente al di fuori della gamma della funzione del rumore. Se la registrazione non era in stato stazionario, la funzione di rumore può interferire con il calcolo della curva IV, per cui una seconda registrazione deve essere fatta senza la funzione di rumore presente. Per ogni fase di tensione in una registrazione calcolare la trasformata rapida di Fourier della porzione della registrazione in cui è stata inserita la funzione di rumore. Combina la trasformata di Fourier per ogni step di tensione in amxn matrice, dove m è il numero di frequenze in FFT, e n è il numero di passi di tensione. In questa configurazione, ogni riga della matrice rappresenta l'ampiezza di una singola frequenza a tutte le fasi di tensione durante l'esperimento. Per ogni frequenza (cioè ogni riga della matrice sopra) correlare la riga con la curva IV generata in 3.1 e registrare il coefficiente di correlazione. Tracciare il coefficiente di correlazione vs frequenza per visualizzare frequenze che altamente correlati con la curva IV. Poiché la componente DC è contenuta all'interno la prima frequenza della FFT, il coefficiente di correlazione per questa frequenza dovrebbe sempre essere> 0,99. 4. Rappresentante dei risultati: Le misurazioni rappresentative morsetto di tensione sono mostrate per una cella modello senza (Figura 1A) e con (Figura 1B) una funzione di disturbo inseriti nel protocollo fase di tensione. La curva IV è stato calcolato per il modello di cellulare (Figura 1C). Per ogni sweep, nelle registrazioni dalla Figura 1, la FFT è stato calcolato nel periodo di tempo in cui è stata inserita la funzione di rumore (vedi riquadro rosso nelle Figure 1A, 1B). Figure 2A e 2B mostrano la FFT calcolato per le registrazioni Figura 1A e 1B, rispettivamente. Su ispezione visiva, la componente DC (evidenziati in rosso) sembra imitare la forma della curva IV. Senza la funzione di rumore, tutte le frequenze sopra DC sembrano avere ampiezze vicino allo zero (Figura 2A). Quando la funzione rumore viene inserito, frequenze comprese tra 1 e 15 kHz hanno ampiezze visivamente evidente (Figura 2B). La figura 3 mostra il risultato di correlare ampiezze di frequenza individuale su tutta la gamma di gradini di tensione contro la curva IV. Figura 3A-C mostra i coefficienti di correlazione, quando l'esperimento è stato fatto in condizioni di controllo (nessuna funzione rumore) e con ampiezze di rumore di 50 e 100 mV, rispettivamente. Si noti in tutti i casi, la componente DC sembra essere correlata quasi perfettamente con la curva IV. Infatti, per tutte le registrazioni, il coefficiente di correlazione per questa frequenza è stata superiore a 0,99 (R = 0,9996 ± 1E-5, media ± deviazione standard). Quando guardiamo figura 3A (condizioni di controllo), non ci sono frequenze oltre alla componente continua la cui ampiezza è correlata in modo significativo con la curva IV. In particolare, nessuna di queste frequenze hanno coefficienti di correlazione superiore a 0,5. Al momento l'inserimento della funzione di ampiezza minore rumorosità (50 mV), queste stesse frequenze ancora coefficienti di correlazione inferiore a 0,5. I coefficienti di correlazione per l'frequenze anche se non sono diventati superiori a 0,5 quando l'ampiezza del rumore è stato aumentato a 100 mV. . Figura 1 Modello di Registrazioni Cell: registrazioni morsetto di tensione sono indicati per una cella modello senza (1A) e con (1B) una funzione di rumore compresi nel protocollo fase di tensione. Per i primi e ultimi 20 ms di ogni scansione, il potenziale è stato mantenuto al potenziale tenendo (0 mV). Ogni passo tensione era lungo 80 ms, e la funzione di rumore è stato inserito 40 ms dopo l'inizio del passo. La funzione del disturbo ha una durata di 30 ms e contenuti frequenze comprese tra 1 e 15 kHz. Tensione è stato un passo indietro, -150 a +50 mV con incrementi di 5 mV. Una curva IV per la cella modello è inoltre mostrato (1C). Per rendere le registrazioni più facili da leggere, solo ogni spazzare quinto è stato incluso nella 1A e 1B, ma tutto spazza sono stati inclusi nella 1C. Figura 2 FFT delle registrazioni:. La FFT è stato calcolato per la quota di 30 ms di ciascuna scansione in cui la funzione di rumore è da inserire (l'area delimitata dal riquadro rosso nelle Figure 1A, 1B). Figure 2A e 2B mostrano la FFT calcolata senza e con la funzione di rumore, rispettivamente. Ancora una volta, per chiarezza, solo la FFT da ogni scansione quinto è incluso nella figura, ma tutto spazza sono stati utilizzati nei calcoli futuri. . Figura 3 Correlazioni Frequenza IV: I risultati delle correlazioni tra la curva IV di una registrazione e l'ampiezza delle singole frequenze sopra la gamma di gradini di tensione è mostrato. Figure 1A – 1C mostrano il coefficiente di correlazione per frequenze da 0 a 20 kHz in condizioni di controllo, e in presenza di 50 o 100 funzioni di disturbo mV, rispettivamente. Figura 4 Ri-Creazione della Curva IV:. La curva IV della cella modello (lo stesso di Figura 1C) e la grandezza di due frequenze sono stati sovrapposti. La prima frequenza è stata la componente DC (R = 0,995), e il secondo è stato una frequenza scelta a caso con una bassa correlazione (R = 0,3212). Le ampiezze di frequenza sono stati scalati a circa la stessa ampiezza della curva IV.