嘉興細胞生物學(xué)實用膜片鉗研究方案

膜片鉗實驗常見問題及解決方法：膜片鉗技術(shù)是電生理記錄的常用手段，目前在科學(xué)研究中使用越來越普遍。但在具體膜片鉗實驗操作的過程中，總會遇到各種各樣的問題，對實驗人員造成很多困擾。本次講座主要從實驗角度出發(fā)，以簡單，實用的原則，著重講解實驗中遇到的各種問題，以及解決方法。從選擇實驗樣本開始，按照一般實驗進行的順序，逐步延伸，一直到如何搭建自己個性化的膜片鉗系統(tǒng)，使大家對膜片鉗的基礎(chǔ)知識以及膜片鉗實驗中遇到的各種典型問題及解決辦法有系統(tǒng)的了解。電壓鉗技術(shù)主要是通過保持細胞跨膜電位不變，并迅速控制其數(shù)值。嘉興細胞生物學(xué)實用膜片鉗研究方案

膜片鉗操作實驗：膜片鉗放大器是整個實驗系統(tǒng)中的中心，它可用來作單通道或全細胞記錄，其工作模式可以是電壓鉗，也可以是電流鉗。從原理來說，膜片鉗放大器的探頭電路即I-V變換器有兩種基本結(jié)構(gòu)形式，即電阻反饋式和電容反饋式，前者是一種典型的結(jié)構(gòu)，后者因用反饋電容取代了反饋電阻，降低了噪聲，所以特別適合很低噪聲的單通道記錄。由于供膜片鉗實驗的專門計算機硬件及相應(yīng)的軟件程序的相繼出現(xiàn)，使得膜片鉗實驗操作簡便、效率提高。如與EPC-9型膜片鉗放大器（內(nèi)含ITC-16數(shù)據(jù)采集/接口卡）配套使用的軟件PULSE/PULSEFIT，它既可產(chǎn)生刺激波形，控制數(shù)據(jù)采集，又可分析數(shù)據(jù)，同時具有用于膜電容監(jiān)測的鎖相放大器，多種軟件功能集成于一體。嘉興細胞生物學(xué)實用膜片鉗研究方案膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇。

膜片鉗技術(shù)的基本原理和方法：膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，電壓鉗是利用負反饋技術(shù)將膜電位在空間和時間上固定于某一測定值，以研究動作電位產(chǎn)生過程中膜的離子通透性與膜電位之間的依從關(guān)系。但電壓鉗只能研究一個細胞上眾多通道的綜合活動規(guī)律，而無法反映單個通道的活動特點，同時通過細胞內(nèi)微電極引導(dǎo)記錄的離子通道電流其背景噪聲太大。膜片鉗技術(shù)的優(yōu)勢是可利用負反饋電子線路，將微電極吸附的1μm2至幾個平方微米細胞膜的電位固定在一定水平上，對通過通道的微小離子電流作動態(tài)或靜態(tài)的觀察。

膜片鉗電生理紀錄系統(tǒng)及記錄方法：細胞膜由雙層脂膜組成，具有密封絕緣的特性，因此當(dāng)紀錄 電極接觸到細胞膜時電阻會開始上升，然后以人工方式對紀錄電極內(nèi)施加一個負壓，可以讓電極與胞膜之間吸附得更為緊密而電阻也會加速上升，當(dāng)紀錄電極的電阻達到千兆歐姆(Giga Ω)時，意味著細胞膜與電極之間幾乎沒有電流漏出，之后對電極內(nèi)壓力施以一個快速的負壓將細胞膜吸破，這樣紀錄電極與細胞胞體之間會形成一個封閉的電容，此時就可以開始對細胞進行實驗。全細胞膜片鉗模式下有電壓鉗記錄和電流鉗記錄兩種。

膜片鉗技術(shù)在通道研究中的重要作用：1.與藥物作用有關(guān)的心肌離子通道：心肌細胞通過各種離子通道對膜電位和動作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能。近年來，國外學(xué)者在人類心肌細胞離子通道特性的研究中取得了許多進展，使得心肌藥理學(xué)實驗由動物細胞模型向人心肌細胞成為可能。2.對離子通道生理與病理情況下作用機制的研究：通過對各種生理或病理情況下細胞膜某種離子通道特性的研究，了解該離子的生理意義及其在疾病過程中的作用機制。膜片鉗放大器是整個實驗系統(tǒng)中的中心，它可用來作單通道或全細胞記錄。嘉興細胞生物學(xué)實用膜片鉗研究方案

內(nèi)面向外式膜片細胞內(nèi)外和電極內(nèi)的溶液均可調(diào)控。嘉興細胞生物學(xué)實用膜片鉗研究方案

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點：高阻封接技術(shù)還很大降低了電流記錄的背景噪聲，從而戲劇性地提高了時間、空間及電流分辨率，如時間分辨率可達10 μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達10-12 A。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來自于膜片鉗放大器本身外，比較主要還是信號源的熱噪聲。一般只有一個或幾個通道，經(jīng)這一個或幾個通道流出的離子數(shù)量相對于整個細胞來講很少，可以忽略，也就是說電極下的離子電流對整個細胞的靜息電位的影響可以忽略，那么，只要保持電極內(nèi)電位不變，則電極下的一小片細胞膜兩側(cè)的電位差就不變，從而實現(xiàn)電位固定。嘉興細胞生物學(xué)實用膜片鉗研究方案

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