膜片鉗的應(yīng)用:對(duì)藥物作用機(jī)制的研究:在通道電流記錄中,可分別于不同時(shí)間、不同部位(膜內(nèi)或膜外)施加各種濃度的藥物,研究它們對(duì)通道功能的可能影響,了解那些選擇性作用于通道的藥物影響人和動(dòng)物生理功能的分子機(jī)理。這是膜片鉗技術(shù)應(yīng)用較普遍的領(lǐng)域,既有對(duì)西藥藥物機(jī)制的探討,也普遍用在重要藥理的研究上。如開麗等報(bào)道細(xì)胞貼附式膜片鉗單通道記錄法觀測到人參二醇組皂苷可抑制正常和“缺血”誘導(dǎo)的大鼠大腦皮層神經(jīng)元L-型鈣通道的開放,從而減少鈣內(nèi)流,對(duì)缺血細(xì)胞可能有保護(hù)作用。陳龍等報(bào)道采用細(xì)胞貼附式單通道記錄法發(fā)現(xiàn)烏頭堿對(duì)培養(yǎng)的Wistar大鼠心室肌細(xì)胞L-型鈣通道有阻滯作用。膜片鉗技術(shù)是用來研究單個(gè)離體的活細(xì)胞、組織切片或細(xì)胞膜片離子流的電生理實(shí)驗(yàn)技術(shù)。金華全自動(dòng)電生理膜片鉗研究方案
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(gè)離子通道、面積為幾個(gè)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(shí)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(jìn)玻璃吸管,用一個(gè)極為敏感的電流監(jiān)視器(膜片鉗放大器)測量此電流強(qiáng)度,就表示單一離子通道電流。膜片鉗技術(shù)的建立,對(duì)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(gè))的離子通道分子活動(dòng)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(shí)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(gè)分野互不聯(lián)系、互不滲透,阻礙人們?nèi)空J(rèn)識(shí)能力的弊端。蕪湖神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)設(shè)計(jì)公司用膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時(shí)程。
膜片鉗法的各種模式:膜外面向內(nèi)模式:從全細(xì)胞模式將膜片微電極向上提起可得到切割分離的膜片,由于它的細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)面面對(duì)膜片微電極腔內(nèi)液,膜外面自然封閉而對(duì)外,所以這個(gè)模式被稱為莫外面向內(nèi)模式。開放細(xì)胞吸附膜內(nèi)面向外模式:將細(xì)胞吸附模式的膜片以外的某部位的胞膜進(jìn)行機(jī)械地破壞,經(jīng)破壞孔調(diào)控細(xì)胞內(nèi)液并在細(xì)胞吸附狀態(tài)下進(jìn)行內(nèi)面向外的單一離子通道記錄。穿孔囊泡膜外面向外模式:從穿孔膜片模式將膜片微電極向上提起,便在微電極尖銳端處形成一個(gè)膜囊泡,如果條件較好,此膜囊泡內(nèi)不只有細(xì)胞質(zhì)因子還可有線粒體等細(xì)胞器存在。
膜片鉗電生理技術(shù)服務(wù)記錄的幾種形式:全細(xì)胞記錄構(gòu)型(whole-cell recording) 高阻封接形成后,繼續(xù)以負(fù)壓抽吸使電極管內(nèi)細(xì)胞膜破裂,電極胞內(nèi)液直接相通,而與浴槽液絕緣,這種形式稱為“全細(xì)胞”記錄。它既可記錄膜電位又可記錄膜電流。其中膜電位可在電流鉗情況下記錄,或?qū)⒉9苓B到標(biāo)準(zhǔn)高阻微電極放大器上記錄。在電壓鉗條件下記錄到的大細(xì)胞全細(xì)胞電流可達(dá)nA級(jí),全細(xì)胞鉗的串聯(lián)電阻(玻管和細(xì)胞內(nèi)部之間的電阻)應(yīng)當(dāng)補(bǔ)償。任何流經(jīng)膜的電流均流經(jīng)這一電阻,所引起的電壓降將使玻管電壓不同于細(xì)胞內(nèi)的真正電位。電流愈大,愈需對(duì)串聯(lián)電阻進(jìn)行補(bǔ)償。全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo):軟件的功能全部,可按照操作者設(shè)定的參數(shù)方案自動(dòng)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)。
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)胞來講很少,可以忽略,也就是說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。膜片鉗使用操作注意:不得在本機(jī)電腦下載別的軟件,拷數(shù)據(jù)時(shí)需用實(shí)驗(yàn)室配置的U盤。上海醫(yī)學(xué)膜片鉗實(shí)驗(yàn)?zāi)募液?/p>
膜片鉗使用的注意事項(xiàng):浴槽及灌流系統(tǒng)用畢請(qǐng)及時(shí)清洗,防止長菌影響實(shí)驗(yàn)。金華全自動(dòng)電生理膜片鉗研究方案
膜片鉗操作實(shí)驗(yàn):膜片鉗實(shí)驗(yàn)難度大、技術(shù)要求高,要掌握有關(guān)技術(shù)和方法雖不是很困難的事,但要從一大批的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,經(jīng)過處理和分析,得出有意義、有價(jià)值的結(jié)果和結(jié)論,就顯得不那么容易,有許多需要注意和考慮的問題,包括減少噪音,避免電極前端的污染,提高封接成功率,具體實(shí)驗(yàn)過程中還需要考慮如何選取記錄模式,為記錄特定離子電流如何選擇電極內(nèi)、外液,如何選擇阻斷劑、激動(dòng)劑,如何進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)采集等許多更為復(fù)雜的問題,還需在科研實(shí)踐中不斷地探索和解決。金華全自動(dòng)電生理膜片鉗研究方案
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