BioCAM DupleX 产品手册 · 全文翻译

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BioCAM DupleX 封面

关于 BioCAM DupleX

产品概览

BioCAM DupleX 是 3Brain 公司 15 余年微电极阵列（MEA）平台研发经验的结晶。该系统整合了最新的技术进展，为研究人员在任何需要与体外脑模型进行双向交互的实验场景中，提供简单、全面的使用体验。

从数千个细胞中进行信号感知和电刺激将变得轻松即时，海量数据集的存储与分析也将快速简便——这得益于 BrainWave 软件，它是迄今为止开发的最强大的电生理数据处理工具。

4096 个电极 — 用于 2D 和 3D 体外脑模型的信号感知与刺激

产品演进历程

年份	产品
2004	BioCAM 概念提出
2012	BioCAM 4096
2015	BioCAM X
2019	BioCAM DupleX

CorePlate™ 1W 38/60 芯片

CorePlate 芯片

BioCAM DupleX 由 CorePlate™ 1W 38/60 芯片驱动，可从数千个记录电极中任选任意电极释放电刺激，从而实现高分辨率信号感知与微米级精度的刺激相结合。

CorePlate™ 1W 38/60 是目前市面上最先进的芯片，可同时记录全部 4096 个电极的信号，并支持从任意电极进行刺激。

4096 通道 × 20 kHz 采样率

3D 脑组织：电生理学的未来

3D 脑组织

BioCAM DupleX 是 3Brain 提供电生理工具以精细探索 3D 体外模型（如脑类器官或球体）所产生的类体内活动这一项目的首个成果。

BioCAM DupleX 是唯一能够采集 CorePlate™ 1W-3D 38/60/90 记录信号的系统，提供 4096 个穿透式 µNeedle（微针）电极。这项革命性技术实现了从组织内部进行记录和刺激，充分发挥 3D 模型在药物发现、毒理学、个性化医学等应用中的价值。

兼容所有 MEA 芯片系列

芯片兼容性

BioCAM DupleX 兼容 3Brain 所有 1W 芯片系列：

代次	芯片型号	刺激功能
第一代	CorePlate™ 1W 27/42	仅记录
第一代	CorePlate™ 1W 27/42L	仅记录
第二代	CorePlate™ 1W 51/81	仅记录
第三代	CorePlate™ 1W 38/60	双向（记录+刺激）
第三代	CorePlate™ 1W-3D 38/60/90	双向（记录+刺激）

系统特性

强劲性能

BioCAM DupleX 拥有全新设计的电子系统和更强的硬件计算能力，可对数据进行预处理。实时优化算法在采集前对信号进行滤波、降噪和压缩，为利用 BioCAM DupleX 提供的高内涵数据开辟了无限可能。

紧凑 · 易用 · 配件齐全

与前代产品 BioCAM X 一样，BioCAM DupleX 是一个完整的系统，包含刺激发生器、温度控制和磁性板（用于固定灌注支架），全部集成在一个紧凑的铝制外壳中。

此外，BioCAM DupleX 实现了芯片集成参考电极，简化了实验流程，并为与显微镜或膜片钳系统等其他仪器联合使用提供了更大的自由度。

精准对位，完美实验

3Brain 在产品设计中始终关注每一个细节。BioCAM DupleX 的锁定机制配备了电机系统，只需轻按按钮即可确保与芯片的完美接触对齐。

一组 LED 指示灯将显示系统状态：是否通电、芯片是否锁定、是否正在记录。

一个平台，兼容所有芯片

BioCAM DupleX 兼容 3Brain 所有 1W 芯片系列，包括第一代和第二代（CorePlate™ 1W 27/42、CorePlate™ 1W 27/42L、CorePlate™ 1W 51/81）以及全双向的 CorePlate™ 1W 38/60 和 CorePlate™ 1W-3D 38/60/90 芯片。

核心参数概览

核心参数

参数	规格
同时记录电极数	4096
FPGA	Intel Arria 10, 13 Gbps
内存	2 GB DDR4
采样率	20 kHz/电极（子集可达 64 kHz）
数据接口	USB-C (USB 3.1)
刺激位点	4096 个
3D 电极	支持 3D 体外模型
防溢 barrier	V.2 防溢屏障

详细技术规格

技术规格

主控制器

项目	规格
计算核心	Intel Arria 10 FPGA 13Gbps, 2GB DDR4, ARM 双核 Cortex-A9 1.5 GHz
采样频率（全阵列）	20 kHz/电极
感兴趣区域	1-4 个独立电极子集（最高 64 kHz）
同时记录通道数	4096
温度控制	主动加热和冷却系统
数据接口	USB 3.1 Type-C
参考电极	芯片集成
3D HD-MEA 兼容	CorePlate™ 1W-3D 38/60/90（需固件升级）

刺激模块

项目	规格
实时刺激控制器	是（通过提供的 API）
最大振幅	+/- 1 mA
振幅分辨率	10 µA
时间分辨率	10 µs
内部刺激位点	4,096 个（仅 CorePlate™ 1W 38/60 和 1W-3D 38/60/90）
外部刺激位点	1 个（通过可选 IO Connector Box）
模拟输入	两路，-3.3 V 至 3.3 V

物理规格

项目	规格
外壳材质	阳极氧化铝 + 不锈钢
尺寸	180 × 230 × 42 mm（7.1 × 9.1 × 1.7 in）
重量	1.9 kg / 4.4 lb
锁定机制	电机驱动，触控按钮 V.2
防溢保护	防溢屏障 V.2
数据分辨率	12 bit

芯片电气特性对比

特性	CorePlate™ 1W 27/42 (Gen1)	CorePlate™ 1W 27/42L (Gen2)	CorePlate™ 1W 51/81 (Gen2)	CorePlate™ 1W 38/60 (Gen3)
系统带宽	1 Hz - 20 kHz	1 Hz - 20 kHz	1 Hz - 20 kHz	1 Hz - 20 kHz
噪声	11 µV*	11 µV*	11 µV*	11 µV*
最大输入信号	4 mV	4 mV	4 mV	40 mV
工作模式	仅记录	仅记录	仅记录	记录+刺激（双向）
电极数	4096	4096	4096	4096
刺激电极数	-	-	-	4096
电极尺寸	21 × 21 µm	21 × 21 µm	21 × 21 µm	21 × 21 µm
电极间距	42 µm	42 µm	42 µm	60 µm
有效区域	2.67 × 2.67 mm	2.67 × 2.67 mm	5.06 × 5.06 mm	3.8 × 3.8 mm
储液体积	~2.5 mL	~2.5 mL	~2.5 mL	~2.5 mL