Qu’est-ce que le voltage-clamp, mesure de courant en potentiel imposé, continu à électrode unique (cSEVC) ?
Dans le voltage-clamp discontinu à électrode unique (dSEVC), l’enregistrement de la tension et le passage du courant ont lieu dans la même micropipette. Une répartition du temps permet d’éviter les interférences entre les deux tâches. Des techniques de partage de temps sont utilisées pour empêcher les interactions entre les deux tâches (Fig. 1).
Figure 1 - Schéma du circuit du voltage-clamp discontinu à électrode unique.
Une seule micropipette (ME1) pénètre dans la cellule et la tension enregistrée (Vp) est tamponnée par une tête à gain unitaire (A1). Supposons que Vp soit exactement égal au potentiel membranaire instantané (Vm). Un circuit échantillonneur-bloqueur (SH1) prélève Vm et maintient la valeur enregistrée (Vms) pendant le reste du cycle.
Vms est comparé à une tension de commande (Vcmd) dans un amplificateur différentiel (A2). La sortie de cet amplificateur devient l'entrée d'une source de courant contrôlé (CCS) si le commutateur S1 est dans la position de courant passant. La CCS injecte un courant dans la micropipette qui est directement proportionnel à la tension à l'entrée de la CCS quelle que soit la résistance de la micropipette. Le gain de ce circuit à transconductance est GƮ.
La période d'injection de courant est illustrée au début de l'onde de synchronisation.
Figure 2 - Ondes de synchronisation du voltage-clamp discontinu à électrode unique.
S1 est illustré dans la position du courant passant pendant lequel une impulsion carrée de courant est injectée dans la micropipette, entraînant une augmentation de Vp. La vitesse d'augmentation est limitée par les effets parasites de la capacitance à travers la paroi de la micropipette en verre sur la solution et la capacitance à l'entrée de l'amplificateur de tampon. La valeur finale de Vp se compose principalement de la chute de tension IR dans la micropipette en raison du passage du courant Io par la résistance de la micropipette Rp. Seule une minuscule fraction de Vp se compose du potentiel membranaire (Vm) enregistré à la pointe.
S1 bascule alors sur la position d'enregistrement de la tension. Lorsque l’entrée de la CCS est égale à 0 volts, son courant de sortie est égal à zéro et Vp se désintègre passivement. Au cours de la période d’enregistrement de la tension, Vp se désintègre asymptotiquement vers Vm. Il faut laisser suffisamment de temps à Vp pour atteindre une Vm d’un millivolt ou moins. Cela requiert une période pouvant aller jusqu'à neuf constantes de temps de micropipette (ʈp). À la fin de la période d’enregistrement de la tension, un nouvel échantillon de Vm est prélevé et un nouveau cycle commence. La tension réelle utilisée à des fins d'enregistrement est Vms.
Comme illustré sur l’onde de synchronisation inférieure, Vms se déplace par petits incréments environ égaux à la valeur moyenne. La différence entre Vms(avg) et Vcmd est l’apparition de l’erreur à l’état d’équilibre (Ɛ) du clamp en raison du gain limité (GƮ) de la CCS. L’erreur devient progressivement plus petite au fur et à mesure que GƮ augmente.
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