厦门细胞生物学膜片钳实验应用

膜片钳技术基本原理与特点：膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴，两者的区别关键在于：①膜电位固定的方法不同；②电位固定的细胞膜面积不同，进而所研究的离子通道数目不同。电压钳技术主要是通过保持细胞跨膜电位不变，并迅速控制其数值，以观察在不同膜电位条件下膜电流情况。因此只能用来研究整个细胞膜或一大块细胞膜上所有离子通道活动。目前电压钳主要用于巨大细胞的全性能电流的研究，特别在分子克隆的卵母细胞表达电流的鉴定中发挥着其他技术不能替代的作用。膜片钳技术的应用范围：对单细胞形态与功能关系的研究。厦门细胞生物学膜片钳实验应用

膜片钳实验实验，记录和分析数据准备工作就绪后即可进行实验操作，数据记录和分析。对电极持续施加一个1mV、10～50ms的阶跃脉冲刺激，电极入水后电阻约4～6MΩ，此时在计算机屏幕显示框中可看到测试脉冲产生的电流波形。开始时增益不宜设得太高，一般可在1～5mV/pA，以免放大器饱和。由于细胞外液与电极内液之间离子成分的差异造成了液结电位，故一般电极刚入水时测试波形基线并不在零线上，须首先将保持电压设置为0mV，并调节“电极失调控制“使电极直流电流接近于零。用微操纵器使电极靠近细胞，当电极尖锐端与细胞膜接触时封接电阻指示Rm会有所上升，将电极稍向下压，Rm指示会进一步上升。通过细塑料管向电极内稍加负压，细胞膜特性良好时，Rm一般会在1min内快速上升，直至形成GΩ级的高阻抗封接。一般当Rm达到100MΩ左右时，电极尖锐端施加轻微负电压(-30～-10mV)有助于GΩ封接的形成。此时的现象是电流波形再次变得平坦，使电极超极化由-40到-90mV，有助于加速形成封接。为证实GΩ封接的形成，可以增加放大器的增益，从而可以观察到除脉冲电压的首尾两端出现电容性脉冲尖锐端电流之外，电流波形仍呈平坦状。莆田神经生物学膜片钳应用用膜片钳技术可以直接观察和分辨单离子通道电流及其开闭时程。

脑片膜片钳实验全细胞记录：用可视化膜片钳寻找清楚、且表面光滑、折光性较好的突触后神经元。在加了正压后，将记录电极移入脑片视野中，并接近事先选好的神经元，然后，调整电极与神经元的相对位置，利用负压形成稳定的高阻封接。用短簇的脉冲负压使细胞破膜，稳定2~3分钟，观察封接测试波形起始段与基线间的差值是否在100pA以内，封接电阻是否大于200M，如果是，且较稳定，再迅速补偿串联电阻和慢电容，舍弃串联电阻大于30M的细胞，且在记录过程中监测串联电阻的变化，当变化大于20%时，中止记录。如果细胞状态不好，就马上重新制备脑片，以提高实验效率。

膜片钳的技术原理：膜片钳技术是用玻璃微电极吸管把只含1-3个离子通道、面积为几个平方微米的细胞膜通过负压吸引封接起来，由于电极尖锐端与细胞膜的高阻封接，在电极尖锐端笼罩下的那片膜事实上与膜的其他部分从电学上隔离，因此，此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管，用一个极为敏感的电流监视器（膜片钳放大器）测量此电流强度，就表示单一离子通道电流。膜片钳技术的建立，对生物学科学特别是神经科学是一具有重大意义的变革。这是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的（或多个）的离子通道分子活动的技术。此技术的出现自然将细胞水平和分子水平的生理学研究联系在一起，同时又将神经科学的不同分野必然地融汇在一起，改变了既往各个分野互不联系、互不渗透，阻碍人们全部认识能力的弊端。全自动膜片钳系统技术指标：药液交换非常迅速，作用时间快。

膜片钳的应用：在心血管药理研究中的应用：随着膜片钳技术在心血管方面的普遍应用，对血管疾病和药物作用的认识不只得到了不断更新，而且在其病因学与药理学方面还形成了许多新的观点。正如诺贝尔基金会在颁奖时所说：“Neher和Sadmann的贡献有利于了解不同疾病机理，为研制新的更为有效的药物开辟了道路”。创新药物研究与高通量筛选：在离子通道高通量筛选中主要是进行样品量大、筛选速度占优势、信息量要求不太高的初级筛选。较近几年，分别形成了以膜片钳和荧光探针为基础的两大主流技术市场。将电生理研究信息量大、灵敏度高等特点与自动化、微量化技术相结合，产生了自动化膜片钳等一些新技术。膜片钳实验要从一大批的实验数据中，经过处理和分析，得出有意义、有价值的结果和结论。福州神经生物学膜片钳实验原理

膜片钳使用操作流程及注意事项：凡是在本平台使用仪器的同学必须履行实验室相关要求。厦门细胞生物学膜片钳实验应用

全自动膜片钳系统技术指标：1）操作简单，全过程可自动化。2）实验迅速，通量高。一般每天可达到50个实验数据左右。3）药液交换迅速。细胞内、外液的交换是在平面芯片上进行，所以药液交换非常迅速，作用时间快，外灌流时间常数：~200ms内灌流时间常数：~2s。4）药物消耗极低。每次更换的外液只需十几微升。5）信号准确，噪声少。使用了先进的微型“法拉第板”替代传统的“法拉第笼”，极大的减少了噪声源，记录数据的电噪音很低(小于300fA/500MΩ)。6）扩展功能多。配套扩展设备丰富，如内灌流系统、温度控制系统、脂质体制备器等等。7）软件强大。软件的功能全部，可按照操作者设定的参数方案自动执行实验，进行细胞吸附、封接和维持全细胞记录模式；并兼容常规膜片钳放大。厦门细胞生物学膜片钳实验应用

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