南通醫(yī)學(xué)電生理膜片鉗原理

膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，電壓鉗是利用負(fù)反饋技術(shù)將膜電位在空間和時(shí)間上固定于某一測(cè)定值，以研究動(dòng)作電位產(chǎn)生過(guò)程中膜的離子通透性與膜電位之間的依從關(guān)系。但電壓鉗只能研究一個(gè)細(xì)胞上眾多通道的綜合活動(dòng)規(guī)律，而無(wú)法反映單個(gè)通道的活動(dòng)特點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)微電極引導(dǎo)記錄的離子通道電流其背景噪聲太大。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)。膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性：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。南通醫(yī)學(xué)電生理膜片鉗原理

膜片鉗技術(shù)基本原理與特點(diǎn)：膜片鉗的基本原理則是利用負(fù)反饋電子線(xiàn)路，將微電極所吸附的一個(gè)至幾個(gè)平方微米的細(xì)胞膜的電位固定在一定水平上，對(duì)通過(guò)通道的微小離子電流作動(dòng)態(tài)或靜態(tài)觀(guān)察，從而研究其功能。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)膜電流固定的關(guān)鍵步驟是在玻璃微電極邊緣與細(xì)胞膜之間形成高阻密封，其阻抗數(shù)值可達(dá)10～100 GΩ(此密封電阻是指微電極內(nèi)與細(xì)胞外液之間的電阻)。由于此阻值如此之高，故基本上可看成絕緣，其上之電流可看成零，形成高阻密封的力主要有氫健、范德華力、鹽鍵等。此密封不光電學(xué)上近乎絕緣，在機(jī)械上也是較牢固的。黃山全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)技術(shù)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)是一資有重大意義的變革。

膜片鉗電生理記錄技術(shù)：膜片鉗技術(shù)的基本原理：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，被孤立的小膜片面積為微米數(shù)量級(jí)，因此封接范圍內(nèi)細(xì)胞膜光有少數(shù)離子通道。然后對(duì)該膜片實(shí)行電壓鉗位，測(cè)量單個(gè)離子通道開(kāi)放產(chǎn)生的微小電流，這種通道的開(kāi)放是一種隨機(jī)過(guò)程。通過(guò)觀(guān)測(cè)單個(gè)通道開(kāi)放的電流幅值分布、開(kāi)放概率、開(kāi)放壽命分布等功能參數(shù)，并分析它們與膜電位、離子濃度等之間的關(guān)系。將該部分細(xì)胞采用負(fù)壓吸破，可以形成比較常見(jiàn)的全細(xì)胞記錄模式，可以研究整個(gè)細(xì)胞的生理功能和離子通道電生理功能。

膜片鉗使用的注意事項(xiàng)：1.為了防止塵埃、靜電傷害機(jī)器，每天做實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)用清水拖地。2.拉制儀使用前需預(yù)熱15-30min。3.銀絲電極及地線(xiàn)發(fā)白時(shí)，請(qǐng)先用砂紙輕微打磨，再浸入新鮮的次氯酸鈉溶液鍍氯化銀，如果銀絲電極30min未變黑，則考慮更換次氯酸鈉。4.先開(kāi)放大器，后開(kāi)軟件；先關(guān)軟件，后關(guān)放大器。5.非必須用到汞燈時(shí)請(qǐng)不要打開(kāi)汞燈電源，打開(kāi)后至少需1個(gè)小時(shí)才可關(guān)閉。6.在放大器打開(kāi)時(shí)不能用手、金屬物品或其它導(dǎo)電的物品接觸電極絲（包括地線(xiàn)），在取放細(xì)胞片時(shí)請(qǐng)關(guān)閉放大器。在大多數(shù)膜片鉗實(shí)驗(yàn)，要求所有實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備均具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性。

膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：1）細(xì)胞吸附式膜片(cell attached patch)是膜片鉗的基本方式,其它方式由此衍生。這種膜片形式比較穩(wěn)定因細(xì)胞骨架及有關(guān)代謝過(guò)程是完整的,故對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和環(huán)境干擾比較小。但這種膜片形式易在電極形成囊泡,從而細(xì)胞骨架可能有所變化。另外這種膜片不能控制細(xì)胞內(nèi)成分。且任何影響膜電位的處理均可影響其電位水平。2）內(nèi)面向外式膜片( inside outpatch)細(xì)胞內(nèi)外和電極內(nèi)的溶液均可調(diào)控,既能較容易地改變細(xì)胞內(nèi)的離子或物質(zhì)濃度,又能把酶等直接加于膜的內(nèi)側(cè)面,適宜研究胞內(nèi)物質(zhì)對(duì)通道活動(dòng)的影響。膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：細(xì)胞鉗記錄的是許多通道的平均電流,有利于綜合分析。黃山全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)技術(shù)

膜片破裂再將玻管慢慢地從細(xì)胞表面垂直地提起，斷端游離部分自行融合成脂質(zhì)雙層。南通醫(yī)學(xué)電生理膜片鉗原理

膜片鉗在通道研究中的重要作用：用膜片鉗技術(shù)可以直接觀(guān)察和分辨單離子通道電流及其開(kāi)閉時(shí)程、區(qū)分離子通道的離子選擇性、同時(shí)可發(fā)現(xiàn)新的離子通道及亞型，并能在記錄單細(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，還可以用以研究某些胞內(nèi)或胞外物質(zhì)對(duì)離子通道開(kāi)閉及通道電流的影響等。同時(shí)用于研究細(xì)胞信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞分泌機(jī)制。結(jié)合分子克隆和定點(diǎn)突變技術(shù)，膜片鉗技術(shù)可用于離子通道分子結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能關(guān)系的研究。南通醫(yī)學(xué)電生理膜片鉗原理