黃山神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像方案

膜片鉗技術(shù)的基本原理和方法：膜片鉗使用的基本方法是，把經(jīng)過加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進(jìn)器的操縱下，與清潔處理過的細(xì)胞膜形成高阻抗封接，導(dǎo)致電極內(nèi)膜片與電極外的膜在電學(xué)上和化學(xué)上隔離起來，由于電性能隔離與微電極的相對低電阻（1～5MΩ）只要對微電極施以電壓就能對膜片進(jìn)行鉗制，從微電極引出的微小離子電流通過高分辨、低噪聲、高保真的電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器輸送至電子計算機(jī)進(jìn)行分析處理。膜片鉗技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵是建立高阻抗封接，并能通過特定的記錄儀器反映這些變化。膜片鉗使用的注意事項：拉制儀使用前需預(yù)熱15-30min。黃山神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像方案

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點：又由于玻璃微電極管徑很小，其下膜面積光約1 μm2，在這么小的面積上離子通道數(shù)量很少，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(xì)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(xì)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(xì)胞膜兩側(cè)的電位差就不變，從而實現(xiàn)電位固定另外，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(dá)10 μs、空間分辨率可達(dá)1平方微米及電流分辨率可達(dá)10-12 A。黃山神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像方案膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性：胞體表面不規(guī)整，現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)難以派上用場。

膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：全細(xì)胞式膜片方式使細(xì)胞內(nèi)與浴槽之間的漏流極少。電極本身阻抗(1~10mω)與細(xì)胞封接后的阻抗相比較低,這種低接觸阻抗使單管電壓鉗容易實現(xiàn)。電極管內(nèi)與細(xì)胞之間彌散交換與平衡快,因而容易控制細(xì)胞內(nèi)液的成分。細(xì)胞鉗記錄的是許多通道的平均電流,有利于綜合分析。如果有目的地將膜電位鉗制在某一程度,可做到選擇性抑制某些通道的活性而只記錄某種通道電流的總和,并可在同一細(xì)胞上觀察幾種不同通道的情況。通過改變內(nèi)部介質(zhì),如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物,通過滲透很快改變胞漿成分并達(dá)到平衡,該手段在全細(xì)胞記錄中廣泛應(yīng)用。

膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性(1)光能應(yīng)用于懸浮細(xì)胞的紀(jì)錄，因此大部分的紀(jì)錄對象為化細(xì)胞，而對于需要貼壁生長的大多數(shù)正常細(xì)胞，現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)就無法紀(jì)錄；(2)在紀(jì)錄對象上，目前的膜片鉗系統(tǒng)只能紀(jì)錄胞膜形狀平整飽滿的細(xì)胞，大部分是工具細(xì)胞如化細(xì)胞，此類細(xì)胞有比較強(qiáng)的細(xì)胞膜可以禁得起各種人為操作，而許多具有研究價值的細(xì)胞(例如元代培養(yǎng)的神經(jīng)元)胞膜較弱容易破裂，且胞體表面不規(guī)整，現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)難以派上用場。因此，迫切需要一種新型的全自動膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)來解決以上問題。膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：通過改變內(nèi)部介質(zhì),如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物。

膜片鉗使用操作流程及注意事項：1.實驗結(jié)束后必須關(guān)閉實驗室的水電，檢查實驗室門窗。2.凡是在本平臺使用儀器的同學(xué)必須履行實驗室相關(guān)要求，完成值日等相關(guān)工作（值日生按照實驗室統(tǒng)一所發(fā)值日生要求履職）。3.在儀器使用以前及使用之后按按照使用時長做好登記工作。4.拉制儀提前預(yù)熱（至少30min）。且用完及時關(guān)閉。電熱加熱線溫度很高，在使用時注意避免燙傷。4.電腦里面的軟件不得隨意刪改，不得在本機(jī)電腦下載別的軟件，拷數(shù)據(jù)時需用實驗室配置的U盤。5.禁止私拉電線，如有實驗要求可與老師及時溝通。膜片鉗技術(shù)用特制的玻璃微吸管吸附于細(xì)胞表面，使之形成10~100MΩ的高阻封接，被孤立的小膜片面積為微米數(shù)量級，因此封接范圍內(nèi)細(xì)胞膜光有少數(shù)離子通道。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(xì)胞記錄。黃山神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像方案

目前電壓鉗主要用于巨大細(xì)胞的全性能電流的研究。黃山神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像方案

膜片鉗記錄的幾種形式：內(nèi)面向外膜片(inside-out patch)　高阻封接形成后，在將微管電極輕輕提起，使其與細(xì)胞分離，電極端形成密封小泡，在空氣中短暫暴露幾秒鐘后，小泡破裂再回到溶液中就得到“內(nèi)面向外”膜片。此時膜片兩側(cè)的膜電位由固定電位和電壓脈沖控制。浴槽電位是地電位，膜電位等于玻管電位的負(fù)值。如放大器的電流監(jiān)視器輸出是非反向的，則輸出將與膜電流(Im)的負(fù)值相等。外面向外膜片(out-side patch)　高阻封接形成后，繼續(xù)以負(fù)壓抽吸，膜片破裂再將玻管慢慢地從細(xì)胞表面垂直地提起，斷端游離部分自行融合成脂質(zhì)雙層，此時高阻封接仍然存在。而膜外側(cè)面接觸浴槽液。黃山神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像方案

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