莆田细胞生物学电生理膜片钳研究方案

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。全自动膜片钳系统技术指标：操作简单，全过程可自动化。莆田细胞生物学电生理膜片钳研究方案

膜片钳技术是通过微玻管电极（膜片电极或膜片吸管）接触细胞膜，用千兆欧姆以上的阻抗使之封接，在电学上分隔和电极尖开口处相接的细胞膜的小区域（膜片）以及其周围，在此基础上固定点位，对这膜片上的离子通道的离子电流（pA级）进行监测记录的方法。测量回路的中心部分是使用场效应管运算放大器构成的I-V转换器。当场效应管运算放大器的正负输入端子是等电位，向正输入端子施加指令电位时，因为短路负端子以及膜片都可等电位地达到钳制的作用，字膜片微电极与默片之间形成10GΩ以上封接时，其间达到很小的分流电流。无锡药理学电生理膜片钳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。

膜片钳操作实验：膜片钳放大器是整个实验系统中的中心，它可用来作单通道或全细胞记录，其工作模式可以是电压钳，也可以是电流钳。从原理来说，膜片钳放大器的探头电路即I-V变换器有两种基本结构形式，即电阻反馈式和电容反馈式，前者是一种典型的结构，后者因用反馈电容取代了反馈电阻，降低了噪声，所以特别适合很低噪声的单通道记录。由于供膜片钳实验的专门计算机硬件及相应的软件程序的相继出现，使得膜片钳实验操作简便、效率提高。如与EPC-9型膜片钳放大器（内含ITC-16数据采集/接口卡）配套使用的软件PULSE/PULSEFIT，它既可产生刺激波形，控制数据采集，又可分析数据，同时具有用于膜电容监测的锁相放大器，多种软件功能集成于一体。

膜片钳只适用于药物的初筛和二次筛选，且对样本有很高的选择性，而传统的膜片钳技术可适用于各种样本，应用范围广，能够分析检测所有的离子通道类型，同时能够分析离子通道的动力学特征。因此目前，传统膜片钳技术仍然是不可替代的。在进行膜片钳实验时，玻璃电极给负压并吸住细胞，形成高阻封接，破膜，给药，记录数据的过程，都需要细胞保持比较好的活性状态，才能更加高效的获得有效数据。因此细胞的稳定性就成了评估样品好坏的关键。膜片钳技术是一种记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上离子通道分子活动的技术。膜片钳使用的注意事项：安装玻璃微电极时，电极应与银丝平行，防止刮蹭银丝电极。

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。膜片钳的应用：心肌细胞通过各种离子通道对膜电位和动作电位稳态的维持而保持正常的功能。无锡药理学电生理膜片钳

膜片钳的应用：在通道电流记录中，可分别于不同时间、不同部位施加各种浓度的药物来研究。莆田细胞生物学电生理膜片钳研究方案

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。莆田细胞生物学电生理膜片钳研究方案

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