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廈門醫(yī)學(xué)膜片鉗成像原理及步驟

來源: 發(fā)布時間:2023-03-25

膜片鉗實驗的細(xì)胞膜型:一個完整的細(xì)胞膜電學(xué)模型包含幾個基本組分:膜電容,膜電阻和膜電勢。這三個電學(xué)組分形成的原因各不相同:1、膜電容(membranecapacitance,Cm)的形成是由于生物膜為磷脂雙分子層,對離子和其他水溶性物質(zhì)均不通透,遂使細(xì)胞膜成為了電的不良導(dǎo)體,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞外液-磷脂雙分子層-細(xì)胞內(nèi)液構(gòu)成了細(xì)胞膜電容。Cm的大小與細(xì)胞膜表面積成正比,與磷脂雙分層的厚度成反比。膜電容在這里的作用,主要為完成細(xì)胞的充放電過程。2、膜電阻(membraneresistance,Rm)的形成是由于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)通道,也就是離子通道的存在。離子和小的極性分子只有通過通道才能進(jìn)出細(xì)胞膜,因此膜電阻在這里的作用,主要就是控制離子的進(jìn)出。3、膜電勢(membranepotential,Vm)又稱膜電位,源自膜內(nèi)外離子濃度的差異,離子濃度的差異又源于細(xì)胞膜對離子的選擇透過性。膜電位一般可分為靜息電位、動作電位和等級電位(不懂的自己去查,此處不贅述)。膜電位的作用主要是維持神經(jīng)元的興奮性,并改變離子通道的狀態(tài)。全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo):藥物消耗極低。每次更換的外液只需十幾微升。廈門醫(yī)學(xué)膜片鉗成像原理及步驟

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膜片鉗使用的注意事項:工作原理膜片鉗是一種能夠直接觀察單一的離子通道蛋白質(zhì)分子對相應(yīng)離子通透難易程度等特性的一種實驗技術(shù)。它的基本原理是以一個光潔,直徑約為0.5~3um的玻璃微電極同神經(jīng)或肌細(xì)胞的膜接觸,之后對微電極另一端開口處施加適當(dāng)?shù)呢?fù)壓用電極的纖細(xì)開口將與電極接觸的那一小片膜輕度吸入,如此在微電極開口處的玻璃邊沿以及這一小片膜周邊會形成緊密的封接,它的電阻能夠達(dá)到數(shù)個或數(shù)十個千兆歐,這世界上就是在化學(xué)上完全隔離了吸附在微電極開口處的那一片膜同膜的其余部分,通過微電極記錄到的電流變化光光和該膜片中通道分子的功能狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。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,因此封接范圍內(nèi)細(xì)胞膜光有少數(shù)離子通道。杭州全自動膜片鉗技術(shù)供應(yīng)商膜片鉗的應(yīng)用:心肌細(xì)胞通過各種離子通道對膜電位和動作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能。

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膜片鉗技術(shù)基本原理與特點(diǎn):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(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。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(xì)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(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,從而實現(xiàn)電位固定。

膜片鉗又稱單通道電流記錄技術(shù),用特制的玻璃微吸管吸附于細(xì)胞表面,使之形成10~100的密封(giga-seal),又稱巨阻封接,被孤立的小膜片面積為μm量級,內(nèi)中只有少數(shù)離子通道。然后對該膜片實行電壓鉗位,可測量單個離子通道開放產(chǎn)生的pA(10的負(fù)12次方安培)量級的電流,這種通道開放是一種隨機(jī)過程。通過觀測單個通道開放和關(guān)閉的電流變化,可直接得到各種離子通道開放的電流幅值分布、開放幾率、開放壽命分布等功能參量,并分析它們與膜電位、離子濃度等之間的關(guān)系。還可把吸管吸附的膜片從細(xì)胞膜上分離出來,以膜的外側(cè)向外或膜的內(nèi)側(cè)向外等方式進(jìn)行實驗研究。這種技術(shù)對小細(xì)胞的電壓鉗位、改變膜內(nèi)外溶液成分以及施加藥物都很方便。膜片鉗的應(yīng)用:在心血管藥理研究中的應(yīng)用。

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膜片鉗電生理技術(shù)服務(wù)實驗流程之電機(jī)制備和實驗的記錄和分析數(shù)據(jù):電極制備:膜片微電極是將玻璃毛細(xì)管用電極拉制儀拉制而成的,主要分為以下步驟:拉制:膜片微電極是將玻璃毛細(xì)管用拉管儀拉制而成。涂硅酮樹酯:將硅酮樹酯涂于微電極的較尖銳端以外的部分,然后將其通過加熱鎳鉻電阻線圈而烘干變固。熱刨光:在顯微鏡下,將微電極尖銳端接近熱源進(jìn)行熱刨光處理可提高巨阻抗封接的成功率。充灌微電極液:用于灌充微電極的液體需經(jīng)為空濾膜過濾,除去妨礙巨阻抗封接形成的灰塵。進(jìn)行實驗,記錄和分析數(shù)據(jù):準(zhǔn)備工作就緒后即可進(jìn)行實驗操作,數(shù)據(jù)記錄和分析。膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:通過滲透很快改變胞漿成分并達(dá)到平衡。常州全自動膜片鉗電生理技術(shù)服務(wù)

在大多數(shù)膜片鉗實驗,要求所有實驗儀器及設(shè)備均具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性。廈門醫(yī)學(xué)膜片鉗成像原理及步驟

膜片鉗實驗中電極制備的要求:合格的膜片微電極是成功封接細(xì)胞膜的基本條件。要成功的封接細(xì)胞膜需要兩方面的因素保證,一是設(shè)法造成干凈的細(xì)胞膜表面,二是制成合格的電極。首先要選擇適當(dāng)?shù)牟A?xì)管,其材料可使用軟質(zhì)玻璃(蘇打玻璃、電石玻璃)或硬質(zhì)玻璃(硼硅玻璃、鋁硅玻璃、石英玻璃)。軟玻璃電極常用于作全細(xì)胞記錄,硬質(zhì)玻璃因?qū)щ娐实?、噪聲小而常用于離子單通道記錄。膜片微電極是將玻璃毛細(xì)管用電極拉制儀拉制而成的,制作分三步進(jìn)行:一是分兩次拉制;第二步是在電極前端涂以硅酮樹脂(sylgard);第三步是拋光。廈門醫(yī)學(xué)膜片鉗成像原理及步驟

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