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。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。南通神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗網(wǎng)站
膜片鉗技術(shù)的基本原理和方法: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。上海神經(jīng)生物學(xué)腦片膜片鉗技術(shù)膜片鉗使用的注意事項(xiàng):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。
膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:1.內(nèi)面向外式膜片細(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。但實(shí)驗(yàn)中難以改變膜外側(cè)物質(zhì),且需浸于低鈣液中。常用于研究依賴細(xì)胞內(nèi)鈣的離子通道,如鈣敏感的鉀通道,還可用于細(xì)胞內(nèi)和第二信使與通道的調(diào)節(jié)作用。2.外面向外式膜片能接觸膜的兩側(cè),可以任意改變膜外物質(zhì)的濃度,有利于研究離子、遞質(zhì)對(duì)膜外表面的作用,多用于研究細(xì)胞膜外側(cè)受體控制的離子通道。這些受體直接作用于離子通道,而不需經(jīng)過(guò)第二信使系統(tǒng)。因細(xì)胞外液容易更換,故加藥方便。缺陷是實(shí)驗(yàn)中難以改變胞內(nèi)成分,而且電極管內(nèi)必須充以低鈣液。
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1 μm2,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)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。膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:通過(guò)改變內(nèi)部介質(zhì),如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物。
膜片鉗技術(shù)是一種記錄通過(guò)離子通道的離子電流來(lái)反映細(xì)胞膜上離子通道分子活動(dòng)的技術(shù)。是用來(lái)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)。這項(xiàng)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,也可用于研究特殊制備的巨型球狀體中的細(xì)菌離子通道。傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的技術(shù)要求非常高,一般地,實(shí)驗(yàn)人員需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的長(zhǎng)期的訓(xùn)練,才能準(zhǔn)確且快速的操作。膜片鉗技術(shù)是用于紀(jì)錄全細(xì)胞或個(gè)別細(xì)胞膜上離子信道電生理特性的研究方法應(yīng)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(kāi)閉時(shí)程。上海神經(jīng)生物學(xué)離子通道原理及步驟
膜片鉗使用操作流程及注意事項(xiàng):凡是在本平臺(tái)使用儀器的同學(xué)必須履行實(shí)驗(yàn)室相關(guān)要求。南通神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗網(wǎng)站
膜片鉗記錄的幾種形式:細(xì)胞吸附膜片(cell-attached patch) 將兩次拉制后經(jīng)加熱拋光的微管電極置于清潔的細(xì)胞膜表面上,形成高阻封接,在細(xì)胞膜表面隔離出一小片膜,既而通過(guò)微管電極對(duì)膜片進(jìn)行電壓鉗制,高分辨測(cè)量膜電流,稱為細(xì)胞貼附膜片。由于不破壞細(xì)胞的完整性,這種方式又稱為細(xì)胞膜上的膜片記錄。此時(shí)跨膜電位由玻管固定電位和細(xì)胞電位決定。因此,為測(cè)定膜片兩側(cè)的電位,需測(cè)定細(xì)胞膜電位并從該電位減去玻管電位。從膜片的通道活動(dòng)看,這種形式的膜片是極穩(wěn)定的,因細(xì)胞骨架及有關(guān)代謝過(guò)程是完整的,所受的干擾小。南通神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗網(wǎng)站