Axon Axopatch-1D User manual

January 1997
Axopatch-1D
PATCH CLAMP
THEORY AND OPERATION
Part Number 2500-119 Rev E, Printed in U.S.A.
Copyright 1989, 1991, 1994, 1996, 1997 Axon Instruments, Inc.
No part of this manual may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any
form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, microfilming, recording, or
otherwise, without written permission from Axon Instruments, Inc.
A XOPATCH -1D, COPYRIGHT JANUARY 1997, AXON INSTRUMENTS, INC.

IMPORTANT INFORMATION
DISCLAIMER
THIS EQUIPMENT IS NOT INTENDED
TO BE USED AND SHOULD NOT BE
USED IN HUMAN EXPERIMENTATION
OR APPLIED TO HUMANS IN ANY
WAY.
WARNING
IF THIS EQUIPMENT IS USED IN A
MANNER NOT SPECIFIED BY THE
MANUFACTURER, THE PROTECTION
PROVIDED BY THE EQUIPMENT MAY
BE IMPAIRED.
Power-Supply Voltage Selection and
Fuse Changing
Supply Voltage
The Axopatch-1D is set at the factory to
accept either 115 or 230 V~. The
selected supply voltage is marked on the
rear panel. The frequency can vary
between 50 and 60 Hz. The unit uses 20
Watts of power.
Changing the Fuse
The Axopatch-1D uses a 250 V~, T0.5A,
5 x 20 mm fuse.
In the event of fuse failure, disconnect
the power cord.
Before changing the fuse investigate the
reason for its failure.
To change the fuse:
1. Disconnect the power cord.
2. Use a screwdriver or a similar device
to rotate the fuse holder
counterclockwise.
3. Replace the fuse with another fuse of
the same rating.
4. Reconnect the power cord.
Basic Equipment Setup and Safety
1. Supply and Earthing
Connections: Use the included IEC
power cord to connect the
instrument to a GROUNDED
power receptacle.
2. Mounting: Table or rack.
3. Assembly: Attach the C
LAMP and
B
ATH headstages to their labeled
connectors on the rear of the
instrument.
4. Use: Do not operate this equipment
with covers or panels removed.
5. Cleaning: Wipe the headstage
connector with a damp cloth to
clean salt spills. Avoid spilling
liquids on the headstage.
The Teflon input connector
should be kept very clean.
Effective cleaning can be done by
spraying with alcohol or swabbing
carefully with deionized water. If
possible, avoid the use of Freon
since it is thought to be
detrimental to the environment.
Safe Environmental Conditions
1. Indoor use.
2. Mains supply fluctuations: not to
exceed ±10% of the nominal
voltage.
3. Temperature: between 5 ºC and
40 ºC.
4. Altitude: up to 2000 m
5. This instrument is designed to be
used under laboratory conditions.
Operate in a clean, dry
environment only. Do not operate
in a wet or damp environment.
Static Precautions
The headstage can normally be safely
handled. However, if you are in a
laboratory where static is high (i.e., you
hear and feel crackles when you touch
things), you should touch a grounded
metal object immediately before touching
the headstage.
WARNING
Shipping the Axopatch-1D
The Axopatch-1D is a solidly built
instrument designed to survive shipping
around the world. However, in order to
avoid damage during shipping, the
Axopatch-1D must be properly packaged.
In general, the best way to package the
Axopatch-1D is in the original factory
carton. If this is no longer available, we
recommend that you carefully wrap the
Axopatch-1D in at least three inches
(75 mm) of foam or "bubble-pack"
sheeting. The wrapped Axopatch-1D
should then be placed in a sturdy
cardboard carton. Mark the outside of
the box with the word FRAGILE and an
arrow showing which way is up.
We do not recommend using loose foam
pellets to protect the Axopatch-1D.
If the carton is dropped by the shipper,
there is a good chance that the
Axopatch-1D will shift within the loose
pellet packaging and be damaged.
If you need to ship your Axopatch-1D to
another location, or back to the factory,
and you do not have a means to
adequately package it, Axon Instruments
can ship the proper packaging material to
you for a small fee. This may seem like
an expense you would like to avoid, but it
is inexpensive compared to the cost of
repairing an instrument that has
sustained shipping damage.
It is your responsibility to package the
instrument properly before shipping. If it
is not, and it is damaged, the shipper will
not honor your claim for compensation.
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RENSEIGNMENTS IMPORTANTS
LIMITE DE RESPONSABILITE
CE MATERIEL N'A PAS ETE CONCU
POUR DES EXPERIENCES SUR LES
ETRES HUMAINS; ET NE DOIT DONC
PAS ETRE UTILISE A CETTE FIN.
ATTENTION
L'EMPLOI DE CE MATERIEL D'UNE
MANIERE DIFFERENTE A CELLE
SPECIFIEE PAR LE FABRICANT
AFFECTERA LE NIVEAU DE
PROTECTION FOURNIT PAR
L'APPAREIL.
Sélection du voltage et changement
du fusible
Voltage d'alimentation
L'Axopatch-1D est réglé à la fabrique
pour accepter une alimentation du 115
ou 230 V~. L’alimentation selectée est
indiquée sur le panneau arrière. La
fréquence peut varier entre 50 et 60 Hz.
L’appareil demande 20 Watts.
Changement du fusible
L'Axopatch-1D emploie un fusible de
250 V~, T0.5A, 5 ×20 mm.
En cas de rupture du fusible, débrancher
la prise de courant.
Avant de changer le fusible, chercher la
raison de la panne.
Pour changer le fusible:
1. Débrancher la prise de courant.
2. A l'aide d'un tournevis ou autre outil
de ce genre, faire tourner le support
du fusible dans de sens opposé des
aiguilles d'une montre.
3. Remplacer le fusible par un fusible de
même valeur.
4. Rebrancher la prise de courant.
Installation du matériel et sécurité
1. Branchement: Employer le fil
electrique IEC fourni pour brancher
l'appareil a une prise de courant
comprenant UNE TERRE.
2. Pose: Table ou rack.
3. Montage: Attache la tête de
l’amplificateur (“C
LAMP headstage”) et
la tête de l’amplificateur du bain
(“B
ATH headstage”) à l'appareil à
leurs prises respectives, indiquées
sur le panneau arrière.
4. Emploi: Ne pas utiliser ce matériel
sans son couvercle et ne pas le
couvrir lors de son utilisation.
5. Nettoyage: Essuyer la prise du
“headstage” avec un linge humide
pour nettoyer les traces de sel. Eviter
de renverser des liquides sur le
“headstage”.
La prise d'entrée en Téflon doit être
maintenue trés propre. Un nettoyage
efficace consiste à vaporiser de
l'alcool ou á essuyer soigneusement
avec de l'eau désionisée. Si
possible, éviter l'emploi de Fréon, ce
produit étant considéré comme
nuisible pour l'environnement.
Conditions à respecter pour un emploi
sans danger
1. Emploi à l'intérieur.
2. Fluctuations du réseaux
d'alimentation: ne doivent pas
dépasser ±10% de la tension
nominale.
3. Température: entre 5 °C et 40 °C.
4. Altitude: jusqu'à 2000 m.
5. Cet appareil a été étudié pour
l'emploi en laboratoire et il doit être
situé dans un environnement sec et
propre. Ne pas l'utiliser dans un
environnement mouillé ou humide.
Précautions statiques
Le “headstage” peut être maniée sans
danger. Cependant, dans un laboratoire
avec un niveau élevé d'electricité statique
(c'est-à-dire lorsque vous sentez et voyez
des décharges électriques), touchez un
objet métallique pour une mise à la terre
avant de toucher le “headstage”.
ATTENTION
Expédition de l'Axopatch-1D
L'Axopatch-1D est un appareil de
construction robuste, étudié en vue
d'expéditions dans le monde entier.
Cependant, l'appareil doit être
correctement emballé pour éviter tout
domage pendant son transport.
En général, la meilleure façon d'emballer
l'Axopatch-1D est de le mettre dans son
carton d'origine. Si celui-ci n'est
plus disponible, il est recommandé
d'envelopper soigneusement
l'Axopatch-1D dans au moins trois inches
(75 mm) de mousse ou de feuilles
d'emballage à bulles. L'Axopatch-1D
ainsi protégé devra alors être placé dans
un carton solide. Indiquer la mention
FRAGILE sur l'extérieur de la boîte ainsi
qu'une flèche vers le haut montrant la
position verticale.
Il n'est pas recommandé d'employer des
boulettes de mousse pour protéger
l'Axopatch-1D. En cas de chute de la
boîte durant son transport, l'Axopatch-1D
pourrait se déplacer à l'intérieur et être
endommagé.
Si vous devez expédier l'Axopatch-1D à
un autre endroit, ou le renvoyer au
fabricant, et si les matériaux d'emballage
nécessaires corrects ne sont pas
disponibles, ces derniers peuvent être
obtenus chez Axon Instruments pour un
prix minime. Bien que ceci puisse
sembler être une dépense que vous
pourriez éviter, elle est cepandant
insignifiante en comparaison à celle que
coûterait la réparation d'un appareil
endommagé pendant le transport.
La responsabilité vous incombe de bien
emballer l'appareil avant son expédition.
Si ceci n'est pas fait, le transporteur ne
pourra pas satisfaire vos réclamation de
compensation en cas d'avaries.
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WICHTIGE INFORMATIONEN
UNZULÄSSIGE VERWENDUNG
DIESER APPARAT IST NICHT
VORGESEHEN, BEI MENSCHLICHEN
VERSUCHEN VERWENDET ZU
WERDEN UND AUCH NICHT AN
MENSCHEN IN IRGENDEINERWEISE
ANWENDBAR.
WARNUNG
WEN DIESER APPARAT IN EINER ART
UND WEISE ANGEWENDET WIRD, DIE
NICHT VOM HERSTELLER SPEZIFISCH
ERWÄHNT WIRD, KANN DIE
SCHUTZVORRICHTUNG DES
APPARATES BEEINTRÄCHTIGT
WERDEN.
Spannungswahl für die
Stromversorgung und Auswechseln
der Sicherung
Netzspannung
Das Axopatch-1D wird bei der Fabrik auf
115 V~ oder 230 V~ eingenstellt. Die
entsprechende Netzspannung ist an der
Rückseite kennenzeichnet. Die Frequenz
kann zwischen 50 und 60 Hz schwanken.
Der Gerät braucht 20 Watts.
Auswechseln der Sicherung
Der Axopatch-1D verwendet eine 250V~,
T0.5A, 5 ×20 mm Sicherung.
Im Falle des Ausfalls der Sicherung das
Netzkabel ausschalten.
Vor dem Auswechseln der Sicherung den
Grund für ihren Ausfall untersuchen.
Schritte zum Auswechseln der Sicherung:
1. Das Netzkabel ausschalten.
2. Die Fassung der Sicherung mit einem
Schraubenzieher oder einem
ähnlichen Werkzeug entgegen dem
Uhrzeiger drehen.
3. Die Sicherung mit einer anderen
Sicherung mit gleicher Nennleistung
ersetzen.
4. Das Netzkabel wieder anschließen.
Grundlegende Hinweise zu Installation
und Sicherheit der Ausrüstung
1. Netz- und
Erdungsanschlüsse: Das Instrument mit
dem beigefügten IEC Netzkabel an
einen Erdungsschalter anschließen.
2. Anbringung: Tisch oder Rahmengestell.
3. Montage: Verbinden Sie die
Vorverstärker (“C
LAMP headstage”) und
Lösungsvorverstärker (“B
ATH
headstage”) zu den entsprechenden
beschrifteten Schaltern an der
Rückseite des Gerätes.
4. Gebrauch: Dieser Apparat darf nicht mit
abgenommenen Abdeckungen oder
Platten in Betrieb gesetzt werden.
5. Reinigung: Zur Reinigung von
verschüttetem Salz den
Vorverstärkeranschluß mit einem
feuchten Tuch abwischen. Das
Verschütten von Flüssigkeiten auf den
“headstage” ist zu vermeiden.
Der Teflon-Eingangsstecker sollte in
sehr sauberem Zustand gehalten
werden. Durch Besprühen mit Alkohol
oder vorsichtigem Abtupfen mit
entionisiertem Wasser ist eine wirksame
Reinigung möglich. Die Benutzung von
Freon ist nach Möglichkeit zu
vermeiden, da diese Substanz als
umweltschädigend angesehen wird.
Umweltsichere Betriebsbedingungen
1. Verwendung in Innenräumen.
2. Netzschwankungen: darf nicht ±10%
der Nennspannung überschreiten.
3. Temperatur: zwischen 5 °C und 40 °C.
4. Höhe: bis zu 2000 m.
5. Dieses Instrument ist für den Gebrauch
unter Laborbedingungen vorgesehen.
Nur in sauberer, trockener Umgebung in
Betrieb setzen. Nicht in nasser oder
feuchter Umgebung in Betrieb setzen.
Schutzmaßnahmen gegen statische
Aufladung
Der “headstage” kann normalerweise
sicher gehandhabt werden. Falls Sie sich
jedoch in einem Labor mit höher statischer
Aufladung befinden (D.h. Sie hören und
fühlen beim Berühren von Objekten ein
Knacken), sollten Sie unmittelbar vor dem
Berühren der “headstage” ein geerdetes
Objekt aus Metall anfassen.
WARNUNG
Versand des Axopatch-1D
Bei dem Axopatch-1D handelt es sich um
ein solide gebautes Instrument, das beim
weltweiten Versand keinen Schaden
nehmen sollte. Um jedoch
Versandschäden zu verhindern, muß der
Axopatch-1D ordnungsgemäß verpackt
werden.
Im allgemeinen läßt sich der
Axopatch-1D am besten im Originalkarton
des Werks verpacken. Ist dieser nicht
mehr vorhanden, empfehlen wir, den
Axopatch-1D vorsichtig in mindestens 75
mm starkem Schaumstoff oder
Bubblepackungen einzuwickeln. Der so
eingewickelte Axopatch-1D sollte dann in
einen festen Pappkarton gesetzt werden.
Die Außenseite des Kartons ist mit dem
Worten ZERBRECHLICH (FRAGILE) und
einem Pfeil, der auf die Oberseite des
Kartons weist, zu kennzeichnen.
Sollte der Karton vom Spediteur
fallengelassen werden, besteht eine gute
Möglichkeit, daß der Axopatch-1D
innerhalt der losen
Schaumstoffkugelverpackung bewegt wird
und dadurch beschädigt werden kann.
Wenn Sie den Axopatch-1D an einen
anderen Ort oder zurück ans Werk senden
müssen und Ihnen kein angemessenes
Verpackungsmaterial zur Verfügung
stehen, kann Axon Instruments Ihnen das
geeignete Verpackungsmaterial gegen
eine kleine Gebühr zustellen. Sie mögen
dies zwar als unnötige Zusatzkosten
betrachten, doch ist dieser Aufwand im
Vergleich zu den Reparaturkosten fur ein
während des Transports beschädigtes
Instrument gering.
Sie sind selbst für das richtige Verpacken
des Instruments vor dem Versand
verantwortlich. Bei einer nicht
ordnungsgemäßen Verpackung, die eine
Beschädigung zur Folge hat, wird der
Spediteur ihren Schadensersatzanspruch
nicht anerkennen.
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INFORMACION IMPORTANTE
LÍMITE DE RESPONSABILIDADES
ESTE EQUIPO NO ESTÁ DISEÑADO
PARA USO EN HUMANOS Y NO DEBE
USARSE PARA EXPERIMENTACIÓN O
APLICACIÓN EN SERES HUMANOS
BAJO NINGUNA CIRCUNSTANCIA.
ADVERTENCIA
SI ESTE EQUIPO SE USA DE MANERA
NO ESPECIFICADA POR EL
FABRICANTE SE PODRÍA PERDER LA
PROTECCIÓN PROVISTA POR EL
EQUIPO.
Selección del suministro de corriente
y cambio de fusibles
Voltaje de entrada
El Axopatch-1D está ajustado en la
fábrica para un voltaje de 115 o de
230 V~. El voltaje escogido está
marcado en el tablero posterior. La
frecuencia puede variar entre 50 y 60 Hz.
La unidad utiliza 20 vatios.
Cambio de fusible
El Axopatch-1D utiliza un fusible de
250 V~, T0.5A, 5 ×20 mm.
En el caso de que un fusible falle,
desconecte el cordón eléctrico.
Antes de cambiar el fusible investigue la
causa de la falla.
Para cambiar el fusible:
1. Desconecte el cordón eléctrico.
2. Use un destornillador o un dispositivo
similar para girar el portafusibles en
sentido contrario al de las manecillas
del reloj.
3. Reemplace el fusible existente con
otro de la misma capacidad.
4. Conecte nuevamente el cordón
eléctrico.
Instalación básica y seguridad del
equipo
1. Suministro de corriente
y conexión a tierra: Use el cordón
eléctrico IEC incluido para conectar el
instrumento a una toma de corriente
CON CONEXIÓN A TIERRA.
2. Montaje: Sobre una mesa o en un
estante.
3. Ensamblaje: Conecte el cabezal del
instrumento ( “C
LAMP headstage” ) y
el de la solución ( “B
ATH headstage” )
en los conectores respectivos,
marcados en el tablero posterior del
aparato.
4. Uso: No utilice este equipo sin las
cubiertas o paneles.
5. Limpieza: Limpie el conector del
“headstage” con un paño húmedo a
fin de quitar los derrames de sales.
Evite derramar líquidos sobre el
“headstage”.
El conector de entrada fabricado de
Teflon debe mantenerse muy limpio.
Puede hacerse una limpieza efectiva
rociando con alcohol o con un
algodón humedecido con agua
desionizada. En la medida de lo
posible evite el uso del gas freón,
puesto que es dañino para el medio
ambiente.
Condiciones de seguridad ambiental
1. Para uso interior.
2. Fluctuaciones eléctricas en la fuente
de suministro: no deben exceder
±10% del voltaje nominal.
3. Temperatura: entre 5 °C y 40 °C.
4. Altitud: hasta 2.000 m
5. Este instrumento está diseñado para
ser usado en condiciones de
laboratorio. Debe operarse
únicamente en un ambiente limpio y
seco. No lo use en un ambiente
húmedo ni mojado.
Precauciones contra la estática
El “headstage” puede manejarse con
seguridad, bajo condiciones normales.
Sinembargo, si usted se encuentra en un
laboratorio donde la estática es alta (por
ejemplo, si escucha y percibe chispas
cuando toca los objetos), usted debería
tocar inmediatamente un objeto metálico
que esté en contacto con tierra, antes de
tocar el “headstage”.
ADVERTENCIA
Envío del Axopatch-1D
El Axopatch-1D es un instrumento de
construcción sólida, diseñado para
soportar el transporte a cualquier parte
del mundo. Sinembargo, para evitar los
daños que pudieran ocurrir durante su
envío, el Axopatch-1D debe empacarse
adecuadamente.
En general, la mejor manera de empacar
el Axopatch-1D es en la caja original de
fábrica. Si ésta ya no se encuentra
disponible, le recomendamos que
envuelva cuidadosamente el Axopatch-
1D en una funda o sábana de espuma o
de “empaque de burbujas” con un
espesor mínimo de 3 pulgadas (75 mm).
El Axopatch-1D, envuelto así, deberá
colocarse en una caja de cartón
resistente. Marque el exterior de la caja
con la palabra FRÁGIL y una flecha que
indique la posición hacia arriba.
No recomendamos el uso de bolitas de
espuma sueltas para proteger el
Axopatch-1D. Si la caja se cae
accidentalmente durante el transporte, es
muy probable que el Axopatch-1D se
desplace dentro del contenedor con las
bolitas de espuma sueltas y se dañe.
Si necesita enviar su Axopatch-1D a otra
localidad, o de regreso a la fábrica, y no
posee el empaque adecuado, Axon
Instruments puede enviarle el material
necesario por un cargo mínimo. Esto
podría parecerle un gasto superfluo que
preferiría evitar, pero es económico
comparado con lo que costaría la
reparación de un instrumento que ha
sufrido daños durante el envío.
Es su responsabilidad empacar el
instrumento adecuadamente antes de
enviarlo. Si no lo hace así y resulta
dañado, el transportista no será
responsable ni aceptará su reclamo de
indemnización.
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Explanation of symbols
Explication des symboles
Erklärung der verwendeten symbole
Explicación de símbolos
Symbol
Symbole
Symbol
Símbolo
Description
Description
Beschreibung
Descripción
Direct current
Courant continu
Gleichstrom
Corriente continua
~
Alternating current
Courant alternatif
Wechselstrom
Corriente alterna
⎪
On (Supply)
Allumé (alimentation)
An (Netz)
Encendido (suministro)
o
Off (Supply)
Éteint (alimentation)
Aus (Netz)
Apagado (suministro)
On (Supply)
Allumé (alimentation)
An (Netz)
Encendido (suministro)
Off (Supply)
Éteint (alimentation)
Aus (Netz)
Apagado (suministro)
Protective conductor terminal
Borne du conducteur de protection
Schutzleiterpol
Terminal de conductor protector
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COPYRIGHT
THE CIRCUITS AND INFORMATION IN THIS MANUAL ARE COPYRIGHTED AND MUST
NOT BE REPRODUCED IN ANY FORM WHATSOEVER WITHOUT WRITTEN PERMISSION
FROM AXON INSTRUMENTS, INC.
VERIFICATION
THIS INSTRUMENT IS EXTENSIVELY TESTED AND THOROUGHLY CALIBRATED
BEFORE LEAVING THE FACTORY. NEVERTHELESS, RESEARCHERS SHOULD
INDEPENDENTLY VERIFY THE BASIC ACCURACY OF THE CONTROLS USING
RESISTOR/CAPACITOR MODELS OF THEIR ELECTRODES AND CELL MEMBRANES.
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THIS EQUIPMENT IS NOT INTENDED TO BE USED AND SHOULD NOT BE USED IN
HUMAN EXPERIMENTATION OR APPLIED TO HUMANS IN ANY WAY.
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iii
TABLE OF CONTENTS
Page
LIST OF DIAGRAMS .......................................................................................................................viii
INTRODUCTION ................................................................................................................................... 1
FEATURES ............................................................................................................................................. 3
FUNCTIONAL CHECKOUT ................................................................................................................. 7
GETTING UP AND RUNNING - A TUTORIAL............................................................................... 9
REFERENCE GUIDE ........................................................................................................................... 19
Audio Monitor .............................................................................................................................. 19
Suggested Use ......................................................................................................................... 19
Bath Headstage ............................................................................................................................. 19
Non-use ................................................................................................................................... 20
Capacitance Compensation........................................................................................................... 20
Pipette Capacitance Compensation ......................................................................................... 20
Suggested Use ......................................................................................................................... 20
Membrane Capacitance Compensation ................................................................................... 21
ß = 0.1 for Large Cells............................................................................................................. 22
Suggested Use ......................................................................................................................... 22
Limitations............................................................................................................................... 23
Command Potentials..................................................................................................................... 23
Oscillator ................................................................................................................................. 23
Step Command ........................................................................................................................ 23
Holding Potential..................................................................................................................... 23
R
seal
Test ................................................................................................................................... 23
Ext. Command Sensitivity....................................................................................................... 24
Speed Test ............................................................................................................................... 24
Command Summing................................................................................................................ 24
Current and Voltage Conventions ................................................................................................ 24
Positive Current....................................................................................................................... 25
Inward Current ........................................................................................................................ 25
Outward Current...................................................................................................................... 25
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iv
Page
Positive Potential ..................................................................................................................... 25
Transmembrane Potential ........................................................................................................ 25
Depolarizing / Hyperpolarizing ............................................................................................... 25
Whole-Cell Voltage and Current Clamp .................................................................................25
Patch Clamp.............................................................................................................................26
Summary..................................................................................................................................27
Current Clamp............................................................................................................................... 28
Membrane Potential................................................................................................................. 28
Whole-Cell Current Clamp...................................................................................................... 28
Series Resistance ..................................................................................................................... 29
Capacitance Compensation......................................................................................................29
Limitations............................................................................................................................... 30
Current Range..........................................................................................................................30
Suggested Use..........................................................................................................................30
Grounding and Hum ..................................................................................................................... 31
Headstages .................................................................................................................................... 32
Principles of Operation............................................................................................................32
If the Probe Output is Slow, How can Voltage Clamping be Fast?......................................... 32
What is Clamped?.................................................................................................................... 33
Gain Selection..........................................................................................................................33
Which Headstage Should You Use?........................................................................................ 33
CV-4 1/100U ......................................................................................................................33
CV-4 0.1/100U ...................................................................................................................33
CV-4B 0.1/100U ................................................................................................................33
Tuning CV-4 Headstages......................................................................................................... 34
Offset Adjustment for CV-4 .................................................................................................... 34
Headstage Gain Adjustment .................................................................................................... 35
Case Ground Connector........................................................................................................... 36
Mounting the Headstage.......................................................................................................... 36
Cleaning................................................................................................................................... 36
Static Precautions ....................................................................................................................36
Optical Pick-up........................................................................................................................36
Where to Place the CV-4 Boost Box ....................................................................................... 36
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v
Page
Other Precautions .................................................................................................................... 37
Pipette Holder............................................................................................................................... 37
Features ................................................................................................................................... 37
Parts......................................................................................................................................... 37
Use........................................................................................................................................... 38
Glass Dimensions .................................................................................................................... 39
Adapters .................................................................................................................................. 39
Junction Null ................................................................................................................................ 39
Implementation........................................................................................................................ 41
Errors due to Nonzero Headstage Error Current ..................................................................... 41
Suggested Use ......................................................................................................................... 41
Main Meter ................................................................................................................................... 42
Mode............................................................................................................................................. 42
Model Cell .................................................................................................................................... 42
Description .............................................................................................................................. 42
Use........................................................................................................................................... 43
Noise............................................................................................................................................. 44
Oscilloscope Triggering ............................................................................................................... 45
Suggested Use ........................................................................................................................ 45
Outputs Section ............................................................................................................................ 45
Filter ........................................................................................................................................ 45
Gain (α) ................................................................................................................................... 46
Frequency and Gain Setting Outputs....................................................................................... 46
Output Selection...................................................................................................................... 46
Leak Subtraction...................................................................................................................... 46
Auto Output Zero .................................................................................................................... 47
Distortion-free AC Coupling................................................................................................... 47
Principle of Operation ............................................................................................................. 47
Output Calibration ........................................................................................................................ 47
Internal .................................................................................................................................... 48
External ................................................................................................................................... 48
Suggested Use ........................................................................................................................ 48
Pipettes ......................................................................................................................................... 48
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vi
Page
Glasses.....................................................................................................................................48
Pulling...................................................................................................................................... 49
Coating .................................................................................................................................... 49
Filling ...................................................................................................................................... 49
Power Supply Glitches.................................................................................................................. 50
Power Supply Voltage and Fuse Changing ..................................................................................50
Supply Voltage ........................................................................................................................50
Changing the Fuse ................................................................................................................... 51
RMS Noise Display ......................................................................................................................51
Purpose .................................................................................................................................... 51
RMS Meter .............................................................................................................................. 51
Bandwidth................................................................................................................................51
Expected Values ......................................................................................................................52
Seal Formation..............................................................................................................................52
Series Resistance...........................................................................................................................53
Absolute Value ........................................................................................................................ 53
% Compensation...................................................................................................................... 53
Saturation................................................................................................................................. 54
Oscillations ..............................................................................................................................54
Using Lag to Prevent Oscillations ........................................................................................... 54
Suggested Use..........................................................................................................................55
ß = 0.1 for Large Cells.............................................................................................................55
Limitations............................................................................................................................... 55
Ten-Turn Potentiometers ..............................................................................................................56
Trouble Shooting ..........................................................................................................................56
Zap ................................................................................................................................................56
Suggested Use..........................................................................................................................56
SPECIFICATIONS................................................................................................................................57
SERVICE............................................................................................................................................... 63
General..........................................................................................................................................63
Maintenance..................................................................................................................................67
Adjustment Procedure................................................................................................................... 68
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vii
Page
REFERENCES ...................................................................................................................................... 73
WARRANTY ........................................................................................................................................ 75
INDEX................................................................................................................................................... 81
A XOPATCH -1D, COPYRIGHT JANUARY 1997, AXON INSTRUMENTS, INC.

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LIST OF DIAGRAMS
Page
Headstage Drive....................................................................................................................A-2
Correction Potentials.............................................................................................................A-3
Command Potentials .............................................................................................................A-4
Electrode Capacitance Compensation ..................................................................................A-5
Series Resistance Correction and Whole-Cell Compensation..............................................A-6
Filter......................................................................................................................................A-7
Gain Amplifier and Output Zero...........................................................................................A-8
Assorted #1 ...........................................................................................................................A-9
Assorted #2 .........................................................................................................................A-10
Assorted #3 .........................................................................................................................A-11
RMS Meter .........................................................................................................................A-12
Power Supply......................................................................................................................A-13
Track Component Location ................................................................................................A-14
Track ...................................................................................................................................A-15
Command Potentials ...........................................................................................................A-16
Thumbwheel-to-Voltage Convertor....................................................................................A-17
Component Locations .........................................................................................................A-18
Front and Rear Panel Diagrams ..........................................................................................A-19
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FRONT AND REAR PANEL xi
Front and Rear Panels of the Axopatch-1D
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INTRODUCTION Page 1
INTRODUCTION
The Axopatch-1D is a tight-seal patch clamp for single-channel and whole-cell voltage clamping. It is
the fourth and most powerful version of the Axopatch series. Each version introduced enhanced
flexibility and performance, thus maintaining our goal to provide the most sophisticated and advanced
instruments.
Patch clamping is an extremely powerful technique enabling direct observations to be made on the
behavior of single molecular units. It is the biological equivalent of high-energy particle colliders
used to investigate atomic interactions. Yet for all its power, patch clamping is a relatively simple
technique. Extracting the most from the technique, though, is a demanding task requiring meticulous
attention to detail in the design of the equipment and experimental techniques used.
The Axopatch-1D maximizes the useful information that can be measured. It does this by using
ultralow-noise semiconductor technology for the headstage and high-speed low-noise circuitry
throughout. This fundamental performance advantage is complemented by features and layout
designed to expand the range of experiments that can be performed.
To further assist you in your experiments we have endeavored to write this manual not only as a
succinct guide to the operation of the Axopatch-1D but also as a guide to experimental techniques that
we have found useful during several years of patch clamping. A modest amount of theory has been
included to round out and provide the basis for the practical explanations.
We hope you find this manual to be a useful laboratory companion. We aim to revise it regularly and
look forward to receiving any suggestions you might have for improvement.
Axon Instruments, Inc.
NOTE
The Axopatch-1D is supplied with the U-type headstage(s). This type of headstage only
connects with “U” (universal) type adapters, pipette holders and model cells. The U-type
design offers several advantages and these are detailed in the section of the manual entitled
Holders. The non-U-type headstages can still be used with the Axopatch-1D, but these
headstages offer less advantages than their U-type counterpart.
Because Axon Instruments sells replacement pipette holders, adapters and model cells in two
varieties, the U-type and the non-U-type, please specify the complete name of the product.
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