膜片鉗技術(shù)——打開細胞電生理之門:定義:膜片鉗技術(shù)被稱為研究離子通道的“金標準”,是一種基于電工學(xué)和電化學(xué)原理的分析手段,可以通過檢測細胞的電信號(電生理性質(zhì))來研究化學(xué)物質(zhì)、電、機械力等刺激因素對細胞功能的影響,從而幫助揭示細胞在生命活動中的化學(xué)和生物學(xué)機制。原理:膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來,由于電極與細胞膜的高阻封接,在電極籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離,因此,此片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進玻璃吸管,用一個極為敏感的電流監(jiān)視器(膜片鉗放大器)測量此電流強度,就替代單一離子通道電流。膜片鉗使用的注意事項:在放大器打開時不能用手、金屬物品或其它導(dǎo)電的物品接觸電極絲。南京神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細胞記錄設(shè)計公司
膜片鉗技術(shù)是一種記錄通過離子通道的離子電流來反映細胞膜上離子通道分子活動的技術(shù)。是用來研究單個離體的活細胞、組織切片或細胞膜片離子流的電生理實驗技術(shù)。這項技術(shù)在可興奮細胞如神經(jīng)元、心肌細胞、肌纖維和胰腺細胞的研究中起至關(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菌離子通道。傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)對實驗人員的技術(shù)要求非常高,一般地,實驗人員需要經(jīng)過嚴格的長期的訓(xùn)練,才能準確且快速的操作。膜片鉗技術(shù)是用于紀錄全細胞或個別細胞膜上離子信道電生理特性的研究方法南京神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細胞記錄設(shè)計公司膜片鉗技術(shù)的應(yīng)用范圍:對單細胞形態(tài)與功能關(guān)系的研究。
膜片鉗使用的注意事項:1.為了防止塵埃、靜電傷害機器,每天做實驗前請用清水拖地。2.拉制儀使用前需預(yù)熱15-30min。3.銀絲電極及地線發(fā)白時,請先用砂紙輕微打磨,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.先開放大器,后開軟件;先關(guān)軟件,后關(guān)放大器。5.非必須用到汞燈時請不要打開汞燈電源,打開后至少需1個小時才可關(guān)閉。6.在放大器打開時不能用手、金屬物品或其它導(dǎo)電的物品接觸電極絲(包括地線),在取放細胞片時請關(guān)閉放大器。膜片鉗技術(shù)用特制的玻璃微吸管吸附于細胞表面,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,因此封接范圍內(nèi)細胞膜光有少數(shù)離子通道。
膜片鉗技術(shù)基本原理與特點: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(jīng)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(nèi)電位不變,則電極下的一小片細胞膜兩側(cè)的電位差就不變,從而實現(xiàn)電位固定。膜片鉗技術(shù)的應(yīng)用范圍:對藥物作用機制的研究。
膜片鉗技術(shù)是通過微玻管電極(膜片電極或膜片吸管)接觸細胞膜,用千兆歐姆以上的阻抗使之封接,在電學(xué)上分隔和電極尖開口處相接的細胞膜的小區(qū)域(膜片)以及其周圍,在此基礎(chǔ)上固定點位,對這膜片上的離子通道的離子電流(pA級)進行監(jiān)測記錄的方法。測量回路的中心部分是使用場效應(yīng)管運算放大器構(gòu)成的I-V轉(zhuǎn)換器。當(dāng)場效應(yīng)管運算放大器的正負輸入端子是等電位,向正輸入端子施加指令電位時,因為短路負端子以及膜片都可等電位地達到鉗制的作用,字膜片微電極與默片之間形成10GΩ以上封接時,其間達到Z小的分流電流。全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標:實驗迅速,通量高。一般每天可達到50個實驗數(shù)據(jù)左右。南京全自動膜片鉗
膜片鉗使用操作注意:不得在本機電腦下載別的軟件,拷數(shù)據(jù)時需用實驗室配置的U盤。南京神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細胞記錄設(shè)計公司
膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:1)細胞吸附式膜片(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)定因細胞骨架及有關(guān)代謝過程是完整的,故對細胞結(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,從而細胞骨架可能有所變化。另外這種膜片不能控制細胞內(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)對通道活動的影響。南京神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗全細胞記錄設(shè)計公司
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