合肥神經(jīng)生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案

膜片鉗使用的基本方法是，把經(jīng)過(guò)加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進(jìn)器的操縱下，與清潔處理過(guò)的細(xì)胞膜形成高阻抗封接，導(dǎo)致電極內(nèi)膜片與電極外的膜在電學(xué)上和化學(xué)上隔離起來(lái)，由于電性能隔離與微電極的相對(duì)低電阻（1～5MΩ），只要對(duì)微電極施以電壓就能對(duì)膜片進(jìn)行鉗制，從微電極引出的微小離子電流通過(guò)高分辨、低噪聲、高保真的電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器輸送至電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是建立高阻抗封接，并能通過(guò)特定的記錄儀器反映這些變化，因而，膜片鉗實(shí)驗(yàn)室除了一般電生理實(shí)驗(yàn)所需的儀器外，還特需防震工作臺(tái)、屏蔽罩、膜片鉗放大器、三維液壓操縱器、倒置顯微鏡、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)等。膜片鉗使用操作流程及注意事項(xiàng)：在儀器使用以前及使用之后按按照使用時(shí)長(zhǎng)做好登記工作。合肥神經(jīng)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(guò)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(wèn)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(guò)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(wèn)題，還需在科研實(shí)踐中不斷地探索和解決。徐州醫(yī)學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)原理膜片鉗技術(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。

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。目前電壓鉗主要用于巨大細(xì)胞的全性能電流的研究。

膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性(1)光能應(yīng)用于懸浮細(xì)胞的紀(jì)錄，因此大部分的紀(jì)錄對(duì)象為化細(xì)胞，而對(duì)于需要貼壁生長(zhǎng)的大多數(shù)正常細(xì)胞，現(xiàn)有的自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)就無(wú)法紀(jì)錄；(2)在紀(jì)錄對(duì)象上，目前的膜片鉗系統(tǒng)只能紀(jì)錄胞膜形狀平整飽滿的細(xì)胞，大部分是工具細(xì)胞如化細(xì)胞，此類細(xì)胞有比較強(qiáng)的細(xì)胞膜可以禁得起各種人為操作，而許多具有研究?jī)r(jià)值的細(xì)胞(例如元代培養(yǎng)的神經(jīng)元)胞膜較弱容易破裂，且胞體表面不規(guī)整，現(xiàn)有的自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)難以派上用場(chǎng)。因此，迫切需要一種新型的全自動(dòng)膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)來(lái)解決以上問(wèn)題。膜片鉗技術(shù)用特制的玻璃微吸管吸附于細(xì)胞表面，使之形成10~100MΩ的高阻封接。湖州細(xì)胞生物學(xué)膜片鉗成像網(wǎng)站

傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)膜片鉗系統(tǒng)由人工操作，實(shí)驗(yàn)人員在取得元代細(xì)胞。合肥神經(jīng)生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案

膜片鉗技術(shù)的基本原理是通過(guò)負(fù)反饋使得膜電位與指令電壓相等，在電壓鉗制的條件下記錄膜電流。上面是電阻反饋式膜片鉗放大器的電路示意圖。A1為一極高輸入阻抗、極低噪聲的場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器，由于A1極高的開(kāi)環(huán)增益使得兩個(gè)輸入端的電壓幾乎完全相等，使用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)觀察拮抗劑對(duì)煙堿受體激動(dòng)劑量效曲線的影響，從而實(shí)現(xiàn)電壓鉗制。Rf為一數(shù)值可切換的反饋電阻，分別對(duì)應(yīng)于不同的電流記錄范圍，其中高值反饋電阻具有極高的電阻和極低的雜散電容，是決定放大器單通道記錄性能的基本元件。合肥神經(jīng)生物學(xué)實(shí)用膜片鉗研究方案