SURFE2R N1 - 转运体工作站

与传统膜片钳设备相比，SURFE2R (表面电荷事件读取器，surface electrogenic event reader)是专用于测量带电转运体 (同向转运体、交换体与单向转运体)与离子泵的技术。 通常这些蛋白相对与离子通道的转运率较低。 SURFE2R技术通过更大的芯片面积从而同时记录最多达109 个转运体从而获取最佳的信噪比。SURFE2R N1是适用于基础研究与大学教学的设备。如果需要高通量， SURFE2R 96SE 可提供最多平行96芯片的转运体记录。

SURFE2R N1的特点

• 支持最多52种不同溶液的自动记录

• 每天可记录150数据点

• 移液设备、电生理设备与电脑整合的一体化设备

• 易学易用，适用于教学与科研

基于SSM的电生理技术特点

• 已在超过100 目标上通过验证，发表了超过 100篇同行评审过的文献

• 可测量转运体、离子泵与配体门控通道

• 也可测量电中性交换体、糖结合蛋白

• 可使用从细胞提纯的生物膜与囊泡或蛋白脂质体

• 非标记电学测量手段

• 每孔仅需要0.1 – 1 μg蛋白样品，并足够进行最多100次实验

• 实时数据与5 ms的高时间分辨率，非单点读取

• 相对膜片钳更高信号放大率

• 可完成快速绑定动力学测量

• 可完成EC50、 IC50、转运速度常数、转运体亚型比较...

基于固体支撑膜技术（solid-supported membrane，SSM) 的电生理技术建立于90年代末，关于SSM电生理技术的详细资料请参考 技术细节。 可重复使用的芯片包含一个镀金电极，在上面可以通过一次快速移液形成SSM，然后将包含转运体的样品加到SSM表面上。任何包含目标蛋白的膜制成品都可以用来测量，包括细胞破坏后形成的膜囊泡或重建提纯的蛋白形成的蛋白脂质体。这些样品可以冷冻保存数月甚至数年，因此不需要细胞培养室。

基于SSM的电生理技术的关键是通过溶液交换来施加底物或者配体来激活转运体，然后电荷的迁移可以被检测出来并被分析以得出需要的数据。 由于SSM的高稳定性，同一个样品可以进行上百个实验，所以可以测定诸如EC50 或IC50等参数 。拥有目前最先进的溶液交换的时间分辨率，SURFE2R N1不但可以测量慢的转运过程，也可以分析快速的结合反应以及确定其反应速度常数。 

SURFE2R N1易学易用，可以在一天时间内学会并掌握。该设备通过机械臂自动进行实验，极大的减少了操作人员的工作量。SURFE2R N1在一个设备里包含了实验所需的所有设备，包括溶液处理元件、电生理硬件和电脑主机。

The SURFE2R N1 设备

固体支撑膜（SSM）：测量转运体电流

基于固体支撑膜（SSM）的电生理技术不同于传统的电生理技术，例如膜片钳，因为不需要活细胞，而是多种天然或人工膜囊泡。使用的样品范围从蛋白脂质体中的重构蛋白到来自细胞器或质膜的膜碎片。对于样品制备，可以使用细菌细胞，真核细胞培养物或天然组织。在实验之前将膜样品添加到SSM中。这导致膜稳定地吸附到SSM并形成电容耦合的复合膜。 SSM本身由硫醇化金涂层传感器芯片顶部的脂质单层组成。与膜片钳相比，一个重要的优点是传感器尺寸最大可达3 mm。这允许同时测量大约10^9个转运体并且产生信噪比的显着改善。因此，可以研究低转运率的目标电生理学表征。

与传统电生理学的差异

基于SSM的电生理技术与传统电生理技术之间的重要区别在于测量原理。在膜片钳电生理学中，由于在测量期间电压（驱动力）钳制，可以获得静止电流。在基于SSM的电生理学中，通过快速溶液交换建立的底物梯度是主要驱动力。带电底物或离子向脂质体或囊泡的转运产生膜电位。可以通过膜和传感器金层上的SSM之间的电容耦合来检测该电位。简而言之：测量由于电生质传递引起的膜电位的变化。在某些时候，膜电位等于化学驱动力，运输过程停止。这就是为什么用基于SSM的电生理学测量的任何电流都是瞬态的。峰值电流幅度反映了稳态条件下的转运蛋白活性。

由于电流衰减很快，因此一次测量仅需一秒钟。 由于SSM的高稳定性，可以使用相同的传感器和不同的缓冲条件进行多次测量，以确定动力学参数，例如EC 50 ，IC 50 或甚至速率常量。

SURFE2R N1 控制软件与自动化

SURFE2R N1单通道记录芯片

The SURFE2R N1 sensor chip is a proprietary innovative product by Nanion Technologies, developed for the SURFE2R N1. It is produced by an external partner, quality-assured in-house at Nanion headquarters and shipped from Munich to our international customers.

材质

The core structure of SURFE2R N1 sensor chip is a gold-coated sensor with 3 mm diameter. This structure is incorporated into a screw cap for easy handling. The SURFE2R N1 single sensor chips can be reused after an appropriate cleaning protocol.

已经验证实验对象：

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• 发表文献：
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• 2021 - Structure and lipid-mediated remodelling mechanism of the Na+/H+ exchanger NHA2
• 2021 - Structure and dynamics of the drug-bound bacterial transporter EmrE in lipid bilayers
• 2021 - Structural basis for Potassium transport by KdpFABC
• 2021 - Functional Characterization of SLC Transporters Using Solid Supported Membranes
• 2021 - Engineering and functional characterization of a proton-driven β-lactam antibiotic translocation module for bionanotechnological applications
• 2021 - Cryo-EM structures of excitatory amino acid transporter 3 visualize coupled substrate, sodium, and proton binding and transport
• 2021 - A Solid Supported Membrane-Based Technology for Electrophysical Screening of B0AT1-Modulating Compounds
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