神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗實驗原理

膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：穿孔膜片(perforated patch)是為克服常規(guī)全細(xì)胞模式的胞質(zhì)滲漏問題,有學(xué)者將與離子親和的制霉菌素或二性霉素b經(jīng)微電極灌流到含有類甾醇的細(xì)胞膜上,形成只允許一價離子通過的孔,用此法在膜片上做很多導(dǎo)電性孔道,借此對全細(xì)胞膜電流進行記錄。由于此模式的胞質(zhì)滲漏極為緩慢,局部串聯(lián)阻抗較常規(guī)全細(xì)胞模式高,所以鉗制速度很慢,也稱為緩慢全細(xì)胞模式。它適合于小細(xì)胞的電壓鉗位,對于直徑大于30μm的細(xì)胞很難實現(xiàn)鉗位。不足之處是由于電極與細(xì)胞間交換快,細(xì)胞內(nèi)環(huán)境很容易破壞,因此記錄所用的電極液應(yīng)與胞漿主要成分相同,如高k+,低na+和ca2+及一定的緩沖成分和能量代謝所需的物質(zhì)。膜片鉗使用的注意事項：安裝玻璃微電極時，電極應(yīng)與銀絲平行，防止刮蹭銀絲電極。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗實驗原理

膜片鉗的技術(shù)原理：膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細(xì)胞膜通過負(fù)壓吸引封接起來，由于電極尖銳端與細(xì)胞膜的高阻封接，在電極尖銳端籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離，因此，此片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進玻璃吸管，用一個極為敏感的電流監(jiān)視器（膜片鉗放大器）測量此電流強度，就表示單一離子通道電流。膜片鉗技術(shù)的建立，對生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一具有重大意義的變革。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細(xì)胞膜單一的（或多個）的離子通道分子活動的技術(shù)。此技術(shù)的出現(xiàn)自然將細(xì)胞水平和分子水平的生理學(xué)研究聯(lián)系在一起，同時又將神經(jīng)科學(xué)的不同分野必然地融匯在一起，改變了既往各個分野互不聯(lián)系、互不滲透，阻礙人們?nèi)空J(rèn)識能力的弊端。徐州醫(yī)學(xué)膜片鉗實驗方案全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：藥物消耗極低。每次更換的外液只需十幾微升。

電壓鉗與膜片鉗有什么區(qū)別？電壓鉗技術(shù)是通過向細(xì)胞內(nèi)注射一定的電流，抵消離子通道開放時所產(chǎn)生的離子流，從而將細(xì)胞膜電位固定在某一數(shù)值。由于注射電流的大小與離子流的大小相等、方向相反，因此它可以反映離子流的大小和方向。膜片鉗技術(shù)鉗制的是膜片，是指采用尖銳端經(jīng)過處理的微電極與細(xì)胞膜發(fā)生緊密接觸，使尖銳端下的這片細(xì)胞膜在電學(xué)上與其它細(xì)胞膜分離，這很大程度降低了背景噪聲，使單通道微弱的電流得以分辨出來。采用電壓鉗技術(shù)將這片膜的電位鉗制在某一數(shù)值，可記錄到單通道電流。從這點上看，膜片鉗技術(shù)是特殊的電壓鉗技術(shù)。隨著膜片鉗技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)不只只局限于膜片的概念，也不只只采用電壓鉗技術(shù)，還常采用電流鉗技術(shù)。

膜片鉗的應(yīng)用：對單細(xì)胞形態(tài)與功能關(guān)系的研究：將膜片鉗技術(shù)與單細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)欠磻?yīng)技術(shù)結(jié)合，在全細(xì)胞膜片鉗記錄下，將單細(xì)胞內(nèi)容物或整個細(xì)胞（包括細(xì)胞膜）吸入電極中，將細(xì)胞內(nèi)存在的各種mRNA全部快速逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，再經(jīng)常規(guī)PCR擴增及待檢的特異mRNA的檢測，借此可對形態(tài)相似而電活動不同的結(jié)果做出分子水平的解釋或為單細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供標(biāo)本，為同一結(jié)構(gòu)中形態(tài)非常相似但功能不同的事實提供分子水平的解釋。膜片鉗使用的注意事項：干燥季節(jié)請先用手觸摸金屬框架釋放身體的靜電。

膜片鉗法的各種模式：細(xì)胞吸附模式：將膜片微電極吸附在細(xì)胞膜上對但離子通道電流進行記錄的模式。其優(yōu)點是在細(xì)胞內(nèi)環(huán)境保持正常的條件下可以對離子通道活動進行觀察記錄。但是由于不能認(rèn)為直接地控制細(xì)胞內(nèi)環(huán)境條件也不能確切的潘明細(xì)胞內(nèi)點位，所以其缺點是不清楚膜片上的實效點位。膜內(nèi)面向外模式：從細(xì)胞吸附模式將已形成巨阻抗封接的膜片微電極向上提起時，則膜片即從細(xì)胞體上被切割分隔下來，形成膜內(nèi)面向外的模式。常規(guī)全細(xì)胞模式：在細(xì)胞吸附模式上將膜打穿成孔，記錄膜片以外部位的全細(xì)胞膜的離子電流，這時全細(xì)胞模式。全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：進行細(xì)胞吸附、封接和維持全細(xì)胞記錄模式。并兼容常規(guī)膜片鉗放大。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗實驗原理

膜片鉗和電壓鉗的區(qū)別：電位固定的細(xì)胞膜面積不同，進而所研究的離子通道數(shù)目不同。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗實驗原理

膜片鉗技術(shù)之全細(xì)胞記錄的優(yōu)點：與傳統(tǒng)的細(xì)胞內(nèi)記錄相比，全細(xì)胞記錄也有很多好處，比如電極尖銳端開口較大，電阻只2~20MΩ，易于進行電壓/電流鉗制，噪聲很大程度下降，電極電壓降也變得很小，補償非常容易。與單通道記錄相比，單通道記錄無法獲得整個細(xì)胞的功能變化信息，而全細(xì)胞記錄（尤其是腦片或在體記錄）所獲信息則能反映細(xì)胞功能（甚至細(xì)胞之間信息傳遞）的改變，加之易于更換細(xì)胞外液，所以，全細(xì)胞記錄更適用于對離子通道的藥理學(xué)研究，即加各種通道blocker啦，激動劑啦之類的。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗實驗原理

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