常州神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細(xì)胞記錄方案

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(mén)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。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(diǎn)的分析。常州神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細(xì)胞記錄方案

膜片鉗操作實(shí)驗(yàn)：標(biāo)本制備根據(jù)研究目的的不同，可采用不同的細(xì)胞組織，如心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、細(xì)胞等，現(xiàn)在幾乎可對(duì)各種細(xì)胞進(jìn)行膜片鉗的研究。對(duì)所采用的細(xì)胞，必須滿足實(shí)驗(yàn)要求，一般多采用酶解分離法，也可采用細(xì)胞培養(yǎng)法；另外，由于與分子生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合，現(xiàn)在也運(yùn)用分子克隆技術(shù)表達(dá)不同的離子通道，如利用非洲爪蟾卵母細(xì)胞表達(dá)外源性基因等。電極在實(shí)驗(yàn)前要灌注電極液，由于電極較細(xì)，因此在充灌前，電極內(nèi)液要用0.2 μm的濾膜進(jìn)行過(guò)濾。一般電極充灌可分灌尖(tipfilling)和后充兩步灌尖時(shí)將電極浸入內(nèi)液中5s即可。寧波細(xì)胞生物學(xué)腦片膜片鉗方案全自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：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(shí)驗(yàn)常見(jiàn)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(kāi)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。

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點(diǎn)：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(xì)胞膜面積不同，進(jìn)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(guò)保持細(xì)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(lái)研究整個(gè)細(xì)胞膜或一大塊細(xì)胞膜上所有離子通道活動(dòng)。目前電壓鉗主要用于巨大細(xì)胞的全性能電流的研究，特別在分子克隆的卵母細(xì)胞表達(dá)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(xì)胞內(nèi)插入兩個(gè)電極，對(duì)細(xì)胞損傷很大，在小細(xì)胞如神經(jīng)元，就難以實(shí)現(xiàn)，又因細(xì)胞形態(tài)復(fù)雜，很難保持細(xì)胞膜各處生物特性的一致。膜片鉗實(shí)驗(yàn)要從一大批的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，經(jīng)過(guò)處理和分析，得出有意義、有價(jià)值的結(jié)果和結(jié)論。

膜片鉗技術(shù)—打開(kāi)細(xì)胞電生理研究之門(mén)：膜片鉗技術(shù)（patchclamptechniques）是采用鉗制電壓或電流的方法對(duì)生物膜上離子通道的電活動(dòng)進(jìn)行記錄的微電極技術(shù)。膜片鉗技術(shù)的原理：用一個(gè)尖銳端直徑在1.5-3.0um的玻璃微電極接觸細(xì)胞膜表面，通過(guò)負(fù)壓吸引使電極尖銳端與細(xì)胞膜之間形成千兆歐姆以上的阻抗封接，此時(shí)電極尖銳端下的細(xì)胞膜小區(qū)域（膜片,patch）與其周圍在電學(xué)上分隔，在此基礎(chǔ)上固定（鉗制,Clamp）電位，對(duì)此膜片上的離子通道的離子電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(shí)關(guān)閉。全自動(dòng)膜片鉗全細(xì)胞記錄應(yīng)用

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

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點(diǎn)：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(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(shí)間、空間及電流分辨率，如時(shí)間分辨率可達(dá)10μs、空間分辨率可達(dá)1平方微米及電流分辨率可達(dá)10-12A。記錄單細(xì)胞電流和全細(xì)胞電流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出細(xì)胞膜上的通道數(shù)和開(kāi)放概率。常州神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細(xì)胞記錄方案

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