膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)及記錄方法:膜片鉗技術(shù)是用于紀(jì)錄全細(xì)胞或個別細(xì)胞膜上離子信道電生理特性的研究方法,目的在于提供基礎(chǔ)研究知識與新藥開發(fā)時研究細(xì)胞電特性或小分子藥物對細(xì)胞膜上離子信道特性的影響,替開發(fā)標(biāo)靶藥物提供一個測試平臺。傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)膜片鉗系統(tǒng)由人工操作,實驗人員在取得元代細(xì)胞(例如心肌細(xì)胞與神經(jīng)元)后,將研究對象細(xì)胞養(yǎng)在玻片上,以手動方式將紀(jì)錄電極移動放置在胞體上方并壓到細(xì)胞膜上,此時紀(jì)錄電極在膜外溶液里的電阻大約為3-9 ΜΩ。電壓鉗技術(shù)主要是通過保持細(xì)胞跨膜電位不變,并迅速控制其數(shù)值。常州全自動膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)
膜片鉗在通道研究中的重要作用: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閉時程、區(qū)分離子通道的離子選擇性、同時可發(fā)現(xiàn)新的離子通道及亞型,并能在記錄單細(xì)胞電流和全細(xì)胞電流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步計算出細(xì)胞膜上的通道數(shù)和開放概率,還可以用以研究某些胞內(nèi)或胞外物質(zhì)對離子通道開閉及通道電流的影響等。同時用于研究細(xì)胞信號的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞分泌機制。結(jié)合分子克隆和定點突變技術(shù),膜片鉗技術(shù)可用于離子通道分子結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能關(guān)系的研究。福州全自動實用膜片鉗原理膜片鉗技術(shù)是電生理記錄的常用手段,目前在科學(xué)研究中使用越來越普遍。
膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:穿孔膜片(perforated patch)是為克服常規(guī)全細(xì)胞模式的胞質(zhì)滲漏問題,有學(xué)者將與離子親和的制霉菌素或二性霉素b經(jīng)微電極灌流到含有類甾醇的細(xì)胞膜上,形成只允許一價離子通過的孔,用此法在膜片上做很多導(dǎo)電性孔道,借此對全細(xì)胞膜電流進(jìn)行記錄。由于此模式的胞質(zhì)滲漏極為緩慢,局部串聯(lián)阻抗較常規(guī)全細(xì)胞模式高,所以鉗制速度很慢,也稱為緩慢全細(xì)胞模式。它適合于小細(xì)胞的電壓鉗位,對于直徑大于30μm的細(xì)胞很難實現(xiàn)鉗位。不足之處是由于電極與細(xì)胞間交換快,細(xì)胞內(nèi)環(huán)境很容易破壞,因此記錄所用的電極液應(yīng)與胞漿主要成分相同,如高k+,低na+和ca2+及一定的緩沖成分和能量代謝所需的物質(zhì)。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。
膜片鉗技術(shù)的基本原理和方法:膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,電壓鉗是利用負(fù)反饋技術(shù)將膜電位在空間和時間上固定于某一測定值,以研究動作電位產(chǎn)生過程中膜的離子通透性與膜電位之間的依從關(guān)系。但電壓鉗只能研究一個細(xì)胞上眾多通道的綜合活動規(guī)律,而無法反映單個通道的活動特點,同時通過細(xì)胞內(nèi)微電極引導(dǎo)記錄的離子通道電流其背景噪聲太大。膜片鉗技術(shù)的優(yōu)勢是可利用負(fù)反饋電子線路,將微電極吸附的1μm2至幾個平方微米細(xì)胞膜的電位固定在一定水平上,對通過通道的微小離子電流作動態(tài)或靜態(tài)的觀察。膜片鉗使用操作流程及注意事項:實驗結(jié)束后必須關(guān)閉實驗室的水電。
膜片鉗操作實驗:在大多數(shù)膜片鉗實驗,要求所有實驗儀器及設(shè)備均具有良好的機械穩(wěn)定性,以使微電極與細(xì)胞膜之間的相對運動盡可能小。防震工作臺放置倒置顯微鏡和與之固定連接的微操縱器,其他設(shè)備置于臺外。屏蔽罩由銅絲網(wǎng)制成,接地以防止周圍環(huán)境的雜散電場對膜片鉗放大器的探頭電路的干擾。儀器設(shè)備架要靠近工作臺,便于測量儀器與光學(xué)儀器配接。倒置顯微鏡是膜片鉗實驗系統(tǒng)的主要光學(xué)部件,它不光具有較好的視覺效果,便于將玻璃電極與細(xì)胞的頂部接觸,而且是借助移動物鏡來實現(xiàn)聚焦,具有較好的機械穩(wěn)定性。視頻監(jiān)視器主要是用來監(jiān)視實驗過程中的操作,特別是能將封接參數(shù)(如封接阻抗)與細(xì)胞的形態(tài)對應(yīng),以實現(xiàn)良好的封接。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。湖州神經(jīng)生物學(xué)實用膜片鉗研究方案
膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:全細(xì)胞式膜片方式使細(xì)胞內(nèi)與浴槽之間的漏流極少。常州全自動膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)
膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇,兩者的區(qū)別關(guān)鍵在于:①膜電位固定的方法不同;②電位固定的細(xì)胞膜面積不同,進(jìn)而所研究的離子通道數(shù)目不同。電壓鉗技術(shù)主要是通過保持細(xì)胞跨膜電位不變,并迅速控制其數(shù)值,以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況。因此只能用來研究整個細(xì)胞膜或一大塊細(xì)胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細(xì)胞的全性能電流的研究,特別在分子克隆的卵母細(xì)胞表達(dá)電流的鑒定中發(fā)揮著其他技術(shù)不能替代的作用。常州全自動膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)