嘉興細(xì)胞生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案

膜片鉗實(shí)驗(yàn)常見問(wèn)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(lái)越普遍。但在具體膜片鉗實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，總會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員造成很多困擾。本次講座主要從實(shí)驗(yàn)角度出發(fā)，以簡(jiǎn)單，實(shí)用的原則，著重講解實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題，以及解決方法。從選擇實(shí)驗(yàn)樣本開始，按照一般實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的順序，逐步延伸，一直到如何搭建自己個(gè)性化的膜片鉗系統(tǒng)，使大家對(duì)膜片鉗的基礎(chǔ)知識(shí)以及膜片鉗實(shí)驗(yàn)中遇到的各種典型問(wèn)題及解決辦法有系統(tǒng)的了解。電壓鉗技術(shù)主要是通過(guò)保持細(xì)胞跨膜電位不變，并迅速控制其數(shù)值。嘉興細(xì)胞生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案

膜片鉗操作實(shí)驗(yàn)：膜片鉗放大器是整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的中心，它可用來(lái)作單通道或全細(xì)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(lái)說(shuō)，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(shí)驗(yàn)的專門計(jì)算機(jī)硬件及相應(yīng)的軟件程序的相繼出現(xiàn)，使得膜片鉗實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)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(shí)具有用于膜電容監(jiān)測(cè)的鎖相放大器，多種軟件功能集成于一體。嘉興細(xì)胞生物學(xué)實(shí)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(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。

膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)及記錄方法：細(xì)胞膜由雙層脂膜組成，具有密封絕緣的特性，因此當(dāng)紀(jì)錄 電極接觸到細(xì)胞膜時(shí)電阻會(huì)開始上升，然后以人工方式對(duì)紀(jì)錄電極內(nèi)施加一個(gè)負(fù)壓，可以讓電極與胞膜之間吸附得更為緊密而電阻也會(huì)加速上升，當(dāng)紀(jì)錄電極的電阻達(dá)到千兆歐姆(Giga Ω)時(shí)，意味著細(xì)胞膜與電極之間幾乎沒(méi)有電流漏出，之后對(duì)電極內(nèi)壓力施以一個(gè)快速的負(fù)壓將細(xì)胞膜吸破，這樣紀(jì)錄電極與細(xì)胞胞體之間會(huì)形成一個(gè)封閉的電容，此時(shí)就可以開始對(duì)細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。全細(xì)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(xì)胞通過(guò)各種離子通道對(duì)膜電位和動(dòng)作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能。近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者在人類心肌細(xì)胞離子通道特性的研究中取得了許多進(jìn)展，使得心肌藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)由動(dòng)物細(xì)胞模型向人心肌細(xì)胞成為可能。2.對(duì)離子通道生理與病理情況下作用機(jī)制的研究：通過(guò)對(duì)各種生理或病理情況下細(xì)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(guò)程中的作用機(jī)制。膜片鉗放大器是整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的中心，它可用來(lái)作單通道或全細(xì)胞記錄。嘉興細(xì)胞生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案

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

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點(diǎn)：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(shí)間、空間及電流分辨率，如時(shí)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。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來(lái)自于膜片鉗放大器本身外，比較主要還是信號(hào)源的熱噪聲。一般只有一個(gè)或幾個(gè)通道，經(jīng)這一個(gè)或幾個(gè)通道流出的離子數(shù)量相對(duì)于整個(gè)細(xì)胞來(lái)講很少，可以忽略，也就是說(shuō)電極下的離子電流對(duì)整個(gè)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(shí)現(xiàn)電位固定。嘉興細(xì)胞生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案

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