嘉興細胞生物學實用膜片鉗研究方案

膜片鉗實驗常見問題及解決方法：膜片鉗技術是電生理記錄的常用手段，目前在科學研究中使用越來越普遍。但在具體膜片鉗實驗操作的過程中，總會遇到各種各樣的問題，對實驗人員造成很多困擾。本次講座主要從實驗角度出發(fā)，以簡單，實用的原則，著重講解實驗中遇到的各種問題，以及解決方法。從選擇實驗樣本開始，按照一般實驗進行的順序，逐步延伸，一直到如何搭建自己個性化的膜片鉗系統(tǒng)，使大家對膜片鉗的基礎知識以及膜片鉗實驗中遇到的各種典型問題及解決辦法有系統(tǒng)的了解。電壓鉗技術主要是通過保持細胞跨膜電位不變，并迅速控制其數(shù)值。嘉興細胞生物學實用膜片鉗研究方案

膜片鉗操作實驗：膜片鉗放大器是整個實驗系統(tǒng)中的中心，它可用來作單通道或全細胞記錄，其工作模式可以是電壓鉗，也可以是電流鉗。從原理來說，膜片鉗放大器的探頭電路即I-V變換器有兩種基本結構形式，即電阻反饋式和電容反饋式，前者是一種典型的結構，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。由于供膜片鉗實驗的專門計算機硬件及相應的軟件程序的相繼出現(xiàn)，使得膜片鉗實驗操作簡便、效率提高。如與EPC-9型膜片鉗放大器（內含ITC-16數(shù)據(jù)采集/接口卡）配套使用的軟件PULSE/PULSEFIT，它既可產生刺激波形，控制數(shù)據(jù)采集，又可分析數(shù)據(jù)，同時具有用于膜電容監(jiān)測的鎖相放大器，多種軟件功能集成于一體。嘉興細胞生物學實用膜片鉗研究方案膜片鉗技術本質上也屬于電壓鉗范疇。

膜片鉗技術的基本原理和方法：膜片鉗技術是在電壓鉗技術基礎上發(fā)展起來的，電壓鉗是利用負反饋技術將膜電位在空間和時間上固定于某一測定值，以研究動作電位產生過程中膜的離子通透性與膜電位之間的依從關系。但電壓鉗只能研究一個細胞上眾多通道的綜合活動規(guī)律，而無法反映單個通道的活動特點，同時通過細胞內微電極引導記錄的離子通道電流其背景噪聲太大。膜片鉗技術的優(yōu)勢是可利用負反饋電子線路，將微電極吸附的1μm2至幾個平方微米細胞膜的電位固定在一定水平上，對通過通道的微小離子電流作動態(tài)或靜態(tài)的觀察。

膜片鉗電生理紀錄系統(tǒng)及記錄方法：細胞膜由雙層脂膜組成，具有密封絕緣的特性，因此當紀錄 電極接觸到細胞膜時電阻會開始上升，然后以人工方式對紀錄電極內施加一個負壓，可以讓電極與胞膜之間吸附得更為緊密而電阻也會加速上升，當紀錄電極的電阻達到千兆歐姆(Giga Ω)時，意味著細胞膜與電極之間幾乎沒有電流漏出，之后對電極內壓力施以一個快速的負壓將細胞膜吸破，這樣紀錄電極與細胞胞體之間會形成一個封閉的電容，此時就可以開始對細胞進行實驗。全細胞膜片鉗模式下有電壓鉗記錄和電流鉗記錄兩種。

膜片鉗技術在通道研究中的重要作用：1.與藥物作用有關的心肌離子通道：心肌細胞通過各種離子通道對膜電位和動作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能。近年來，國外學者在人類心肌細胞離子通道特性的研究中取得了許多進展，使得心肌藥理學實驗由動物細胞模型向人心肌細胞成為可能。2.對離子通道生理與病理情況下作用機制的研究：通過對各種生理或病理情況下細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程中的作用機制。膜片鉗放大器是整個實驗系統(tǒng)中的中心，它可用來作單通道或全細胞記錄。嘉興細胞生物學實用膜片鉗研究方案

內面向外式膜片細胞內外和電極內的溶液均可調控。嘉興細胞生物學實用膜片鉗研究方案

膜片鉗技術基本原理與特點：高阻封接技術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間、空間及電流分辨率，如時間分辨率可達10 μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達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，比較主要還是信號源的熱噪聲。一般只有一個或幾個通道，經這一個或幾個通道流出的離子數(shù)量相對于整個細胞來講很少，可以忽略，也就是說電極下的離子電流對整個細胞的靜息電位的影響可以忽略，那么，只要保持電極內電位不變，則電極下的一小片細胞膜兩側的電位差就不變，從而實現(xiàn)電位固定。嘉興細胞生物學實用膜片鉗研究方案

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