膜片钳技术——打开细胞电生理之门:定义:膜片钳技术被称为研究离子通道的“金标准”,是一种基于电工学和电化学原理的分析手段,可以通过检测细胞的电信号(电生理性质)来研究化学物质、电、机械力等刺激因素对细胞功能的影响,从而帮助揭示细胞在生命活动中的化学和生物学机制。原理:膜片钳技术是用玻璃微电极吸管把只含1-3个离子通道、面积为几个平方微米的细胞膜通过负压吸引封接起来,由于电极与细胞膜的高阻封接,在电极笼罩下的那片膜事实上与膜的其他部分从电学上隔离,因此,此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管,用一个极为敏感的电流监视器(膜片钳放大器)测量此电流强度,就替代单一离子通道电流。全自动膜片钳系统技术指标:外灌流时间常数:~200ms;内灌流时间常数:~2s。福州全自动脑片膜片钳

膜片钳技术的基本原理和方法:膜片钳使用的基本方法是,把经过加热抛光的玻璃微电极在液压推进器的操纵下,与清洁处理过的细胞膜形成高阻抗封接,导致电极内膜片与电极外的膜在电学上和化学上隔离起来,由于电性能隔离与微电极的相对低电阻(1~5MΩ)只要对微电极施以电压就能对膜片进行钳制,从微电极引出的微小离子电流通过高分辨、低噪声、高保真的电流-电压转换放大器输送至电子计算机进行分析处理。膜片钳技术实现的关键是建立高阻抗封接,并能通过特定的记录仪器反映这些变化。福州全自动脑片膜片钳膜片钳使用操作注意:禁止私拉电线,如有实验要求可与老师及时沟通。

膜片钳记录的几种形式:细胞吸附膜片(cell-attachedpatch)将两次拉制后经加热抛光的微管电极置于清洁的细胞膜表面上,形成高阻封接,在细胞膜表面隔离出一小片膜,既而通过微管电极对膜片进行电压钳制,高分辨测量膜电流,称为细胞贴附膜片。由于不破坏细胞的完整性,这种方式又称为细胞膜上的膜片记录。此时跨膜电位由玻管固定电位和细胞电位决定。因此,为测定膜片两侧的电位,需测定细胞膜电位并从该电位减去玻管电位。从膜片的通道活动看,这种形式的膜片是极稳定的,因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,所受的干扰小。
膜片钳电生理技术的记录方式:全细胞记录法,膜穿孔记录法(perforatedpatchclamp),巨膜片钳记录法(giantmembranepatchclamp),松散封接记录法(loosepatchclamp)等技术应用:1.为了更换电极内液和从电极内施加药物,发展了微电极内灌技术(micropipetteperfusiontechnique)2.在研究细胞间的缝隙连接(gapjunction)通路时,发展了双膜片钳记录法(doublepatchrecording)3.将富含神经递质受体的游离膜片钳靠近突触部位,可检测递质释放和突触活动,这一技术称为膜片钳探针技术(detector-patchtechnique)4.将特异的膜片探针插入卵母细胞,可检测细胞内第二信使含量,此为膜片填塞技术(patchcrammingtechnique)5.为研究细胞的胞吞与胞吐机制,发展了膜电容测定法(membranecapacitancemeasurement)。膜片钳使用操作注意:不得在本机电脑下载别的软件,拷数据时需用实验室配置的U盘。

膜片钳技术操作方法:实验前准备:打开总电源及稳压电源,打开电脑、放大器,并开启程序软件,新建数据文档并准备开始试验;用P97微电极拉制仪拉制玻璃电极若干备用;检查减震台的减震效果,打开倒置显微镜,监视器和微操备用,取-血细胞将其中玻片取出放入小培美血中,置于倒置显微镜下,于低倍镜下寻找状态良好的细胞,并转入高倍镜下再次确认细胞状态及贴壁情况等,确认细胞后,取电极一根充灌电极内液,弹出气泡,然后套入银丝并插入探头中扭紧旋钮,用注射器管道给电极一点点正压,将电极入水,入水后,查案入水电阻,要在4-8M左右的电极才可以使用,通过调节微操,使电极不断向下接近细胞,待电极尖锐端逐渐变清晰并且将要接近细胞时停止向下,然后把电极移到细胞上方调节放大器上的调零旋钮以保证基线在零水平。膜片钳技术的应用范围:膜片钳技术在通道中的研究。东莞医学膜片钳实验原理
膜片钳使用的注意事项:打雷天气必须禁止膜片钳实验。福州全自动脑片膜片钳
膜片钳技术基本原理与特点:高阻封接技术还很大降低了电流记录的背景噪声,从而戏剧性地提高了时间、空间及电流分辨率,如时间分辨率可达10 μs、空间分辨率可达1平方微米及电流分辨率可达10-12 A。影响电流记录分辨率的背景噪声除了来自于膜片钳放大器本身外,比较主要还是信号源的热噪声。一般只有一个或几个通道,经这一个或几个通道流出的离子数量相对于整个细胞来讲很少,可以忽略,也就是说电极下的离子电流对整个细胞的静息电位的影响可以忽略,那么,只要保持电极内电位不变,则电极下的一小片细胞膜两侧的电位差就不变,从而实现电位固定。福州全自动脑片膜片钳
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膜片钳技术被称为研究离子通道的“金标准”。是研究离子通道的较重要的技术。目前膜片钳技术已从常规膜片钳技术(Conventionalpatchclamptechnique)发展到全自动膜片钳技术(Automatedpatchclamptechnique)。传统膜片钳技术每次只能记录一个细胞(或一对细胞),对实验人员来说是一项耗时耗力的工作,它不适合在药物开发初期和中期进行大量化合物的筛选,也不适合需要记录大量细胞的基础实验研究。全自动膜片钳技术的出现在很大程度上解决了这些问题,它不只通量高,一次能记录几个甚至几十个细胞,而且从找细胞、形成封接、破膜等整个实验操作实现了自动化,免除了这些操作的复杂...