常州神經(jīng)生物學膜片鉗全細胞記錄方案

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。膜片鉗在通道研究中的重要作用：利用膜片鉗技術(shù)還可以用于藥物在其靶受體上作用位點的分析。常州神經(jīng)生物學膜片鉗全細胞記錄方案

膜片鉗操作實驗：標本制備根據(jù)研究目的的不同，可采用不同的細胞組織，如心肌細胞、平滑肌細胞、細胞等，現(xiàn)在幾乎可對各種細胞進行膜片鉗的研究。對所采用的細胞，必須滿足實驗要求，一般多采用酶解分離法，也可采用細胞培養(yǎng)法；另外，由于與分子生物學技術(shù)的結(jié)合，現(xiàn)在也運用分子克隆技術(shù)表達不同的離子通道，如利用非洲爪蟾卵母細胞表達外源性基因等。電極在實驗前要灌注電極液，由于電極較細，因此在充灌前，電極內(nèi)液要用0.2 μm的濾膜進行過濾。一般電極充灌可分灌尖(tipfilling)和后充兩步灌尖時將電極浸入內(nèi)液中5s即可。寧波細胞生物學腦片膜片鉗方案全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標：極大的減少了噪聲源，記錄數(shù)據(jù)的電噪音很低。

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。

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點：膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇，兩者的區(qū)別關(guān)鍵在于：①膜電位固定的方法不同；②電位固定的細胞膜面積不同，進而所研究的離子通道數(shù)目不同。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，以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況。因此只能用來研究整個細胞膜或一大塊細胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細胞的全性能電流的研究，特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發(fā)揮著其他技術(shù)不能替代的作用。該技術(shù)的主要缺陷是必須在細胞內(nèi)插入兩個電極，對細胞損傷很大，在小細胞如神經(jīng)元，就難以實現(xiàn)，又因細胞形態(tài)復(fù)雜，很難保持細胞膜各處生物特性的一致。膜片鉗實驗要從一大批的實驗數(shù)據(jù)中，經(jīng)過處理和分析，得出有意義、有價值的結(jié)果和結(jié)論。

膜片鉗技術(shù)—打開細胞電生理研究之門：膜片鉗技術(shù)（patchclamptechniques）是采用鉗制電壓或電流的方法對生物膜上離子通道的電活動進行記錄的微電極技術(shù)。膜片鉗技術(shù)的原理：用一個尖銳端直徑在1.5-3.0um的玻璃微電極接觸細胞膜表面，通過負壓吸引使電極尖銳端與細胞膜之間形成千兆歐姆以上的阻抗封接，此時電極尖銳端下的細胞膜小區(qū)域（膜片,patch）與其周圍在電學上分隔，在此基礎(chǔ)上固定（鉗制,Clamp）電位，對此膜片上的離子通道的離子電流進行監(jiān)測及記錄。膜片鉗使用操作注意：拉制儀提前預(yù)熱（至少30min）。且用完及時關(guān)閉。全自動膜片鉗全細胞記錄應(yīng)用

膜片鉗技術(shù)在可興奮細胞如神經(jīng)元、心肌細胞、肌纖維和胰腺細胞的研究中起至關(guān)重要的作用。常州神經(jīng)生物學膜片鉗全細胞記錄方案

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1μm2，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10μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達10-12A。記錄單細胞電流和全細胞電流的基礎(chǔ)上進一步計算出細胞膜上的通道數(shù)和開放概率。常州神經(jīng)生物學膜片鉗全細胞記錄方案

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