紹興醫(yī)學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

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(lái)的，電壓鉗是利用負(fù)反饋技術(shù)將膜電位在空間和時(shí)間上固定于某一測(cè)定值，以研究動(dòng)作電位產(chǎn)生過(guò)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(gè)細(xì)胞上眾多通道的綜合活動(dòng)規(guī)律，而無(wú)法反映單個(gè)通道的活動(dòng)特點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)細(xì)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(shì)是可利用負(fù)反饋電子線路，將微電極吸附的1μm2至幾個(gè)平方微米細(xì)胞膜的電位固定在一定水平上，對(duì)通過(guò)通道的微小離子電流作動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的觀察。膜片鉗和電壓鉗的區(qū)別：電位固定的細(xì)胞膜面積不同，進(jìn)而所研究的離子通道數(shù)目不同。紹興醫(yī)學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

膜片鉗電生理技術(shù)的樣本種類(lèi)：從較早的肌細(xì)胞、神經(jīng)元和內(nèi)分泌細(xì)胞發(fā)展到血細(xì)胞、肝細(xì)胞、耳蝸毛細(xì)胞、胃壁細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞、精母細(xì)胞等多種細(xì)胞；從急性分散細(xì)胞和培養(yǎng)細(xì)胞發(fā)展到組織片乃至整體動(dòng)物；從蝸牛、青蛙、蠑螈、爪蟾母細(xì)胞發(fā)展到雞細(xì)胞、大鼠細(xì)胞、人細(xì)胞等；從動(dòng)物細(xì)胞發(fā)展到細(xì)菌及植物細(xì)胞。此外，膜片鉗技術(shù)還普遍地應(yīng)用到平面雙分子層（planarbilayer）、脂質(zhì)體（liposome）等人工標(biāo)本上。研究對(duì)象：從對(duì)離子通道（配體門(mén)控性離子通道、電壓門(mén)控性離子通道、第二信使介導(dǎo)的離子通道、機(jī)械敏感性離子通道及縫隙連接通道等）的研究發(fā)展到對(duì)離子泵、交換體及可興奮細(xì)胞的胞吞、胞吐機(jī)制的研究等。膜片鉗電極已不單單是傳統(tǒng)意義上的電信號(hào)記錄電極，它還可作為其他研究方法的工具使用，如用于進(jìn)行單細(xì)胞PCR技術(shù)時(shí)的細(xì)胞內(nèi)容物抽吸。紹興細(xì)胞生物學(xué)電生理膜片鉗原理膜片鉗的應(yīng)用：與藥物作用有關(guān)的心肌離子通道。

膜片鉗使用的基本方法是，把經(jīng)過(guò)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(guò)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(lái)，由于電性能隔離與微電極的相對(duì)低電阻（1～5MΩ），只要對(duì)微電極施以電壓就能對(duì)膜片進(jìn)行鉗制，從微電極引出的微小離子電流通過(guò)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(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是建立高阻抗封接，并能通過(guò)特定的記錄儀器反映這些變化，因而，膜片鉗實(shí)驗(yàn)室除了一般電生理實(shí)驗(yàn)所需的儀器外，還特需防震工作臺(tái)、屏蔽罩、膜片鉗放大器、三維液壓操縱器、倒置顯微鏡、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)等。

膜片鉗技術(shù)—打開(kāi)細(xì)胞電生理研究之門(mén)：膜片鉗技術(shù)（patchclamptechniques）是采用鉗制電壓或電流的方法對(duì)生物膜上離子通道的電活動(dòng)進(jìn)行記錄的微電極技術(shù)。膜片鉗技術(shù)的原理：用一個(gè)尖銳端直徑在1.5-3.0um的玻璃微電極接觸細(xì)胞膜表面，通過(guò)負(fù)壓吸引使電極尖銳端與細(xì)胞膜之間形成千兆歐姆以上的阻抗封接，此時(shí)電極尖銳端下的細(xì)胞膜小區(qū)域（膜片,patch）與其周?chē)陔妼W(xué)上分隔，在此基礎(chǔ)上固定（鉗制,Clamp）電位，對(duì)此膜片上的離子通道的離子電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)及記錄。膜片鉗技術(shù)可用于研究特殊制備的巨型球狀體中的細(xì)菌離子通道。

一種電生理膜片鉗灌流裝置的制造方法：為了測(cè)量在不同藥物對(duì)細(xì)胞中的離子通道的影響，通常都需要在膜片鉗實(shí)驗(yàn)中實(shí)施灌流。例如，需要檢驗(yàn)?zāi)撤N是否對(duì)某種離子通道的影響，則需要在細(xì)胞封接后記錄電流數(shù)據(jù)，然后通過(guò)在細(xì)胞周?chē)焖俳o藥再次記錄電流數(shù)據(jù)即可對(duì)比數(shù)據(jù)判斷該對(duì)離子通道的影響。以往多采用橡皮泥等簡(jiǎn)單設(shè)備固定灌流管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常出現(xiàn)灌流管固定不良影響實(shí)驗(yàn)的情況，也有精密的灌流裝置，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本非常高。膜片鉗使用的注意事項(xiàng)：向玻璃微電極灌注內(nèi)液時(shí)切勿灌太多，以防液體進(jìn)入銀絲底部增加噪聲。紹興細(xì)胞生物學(xué)電生理膜片鉗原理

膜片鉗使用操作注意：封接范圍內(nèi)細(xì)胞膜光有少數(shù)離子通道。紹興醫(yī)學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

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(duì)象為化細(xì)胞，而對(duì)于需要貼壁生長(zhǎng)的大多數(shù)正常細(xì)胞，現(xiàn)有的自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)就無(wú)法紀(jì)錄；(2)在紀(jì)錄對(duì)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(lèi)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?jī)r(jià)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(dòng)膜片鉗系統(tǒng)難以派上用場(chǎng)。紹興醫(yī)學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

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