膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)及記錄方法:細(xì)胞膜由雙層脂膜組成,具有密封絕緣的特性,因此當(dāng)紀(jì)錄 電極接觸到細(xì)胞膜時電阻會開始上升,然后以人工方式對紀(jì)錄電極內(nèi)施加一個負(fù)壓,可以讓電極與胞膜之間吸附得更為緊密而電阻也會加速上升,當(dāng)紀(jì)錄電極的電阻達(dá)到千兆歐姆(Giga Ω)時,意味著細(xì)胞膜與電極之間幾乎沒有電流漏出,之后對電極內(nèi)壓力施以一個快速的負(fù)壓將細(xì)胞膜吸破,這樣紀(jì)錄電極與細(xì)胞胞體之間會形成一個封閉的電容,此時就可以開始對細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。全細(xì)胞膜片鉗模式下有電壓鉗記錄和電流鉗記錄兩種。徐州全自動離子通道網(wǎng)站
膜片鉗使用的基本方法是,把經(jīng)過加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進(jìn)器的操縱下,與清潔處理過的細(xì)胞膜形成高阻抗封接,導(dǎo)致電極內(nèi)膜片與電極外的膜在電學(xué)上和化學(xué)上隔離起來,由于電性能隔離與微電極的相對低電阻(1~5MΩ),只要對微電極施以電壓就能對膜片進(jìn)行鉗制,從微電極引出的微小離子電流通過高分辨、低噪聲、高保真的電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器輸送至電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是建立高阻抗封接,并能通過特定的記錄儀器反映這些變化,因而,膜片鉗實(shí)驗(yàn)室除了一般電生理實(shí)驗(yàn)所需的儀器外,還特需防震工作臺、屏蔽罩、膜片鉗放大器、三維液壓操縱器、倒置顯微鏡、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)等。溫州醫(yī)學(xué)膜片鉗電生理技術(shù)應(yīng)用膜片鉗使用操作流程及注意事項(xiàng):檢查實(shí)驗(yàn)室門窗。
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。
膜片鉗使用的注意事項(xiàng):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(shí)驗(yàn)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。膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)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。
膜片鉗實(shí)驗(yàn)常見問題及解決方法:膜片鉗實(shí)驗(yàn)難度大、技術(shù)要求高,要掌握有關(guān)技術(shù)和方法雖不是很困難的事,但要從一大批的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,經(jīng)過處理和分析,得出有意義、有價值的結(jié)果和結(jié)論,就顯得不那么容易,有許多需要注意和考慮的問題,包括減少噪音,避免電極前端的污染,提高封接成功率,具體實(shí)驗(yàn)過程中還需要考慮如何選取記錄模式,為記錄特定離子電流如何選擇電極內(nèi)、外液,如何選擇阻斷劑、激動劑,如何進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)采集等許多更為復(fù)雜的問題,還需在科研實(shí)踐中不斷地探索和解決。傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)膜片鉗系統(tǒng)由人工操作,實(shí)驗(yàn)人員在取得元代細(xì)胞。紹興藥理學(xué)電生理膜片鉗方案
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。徐州全自動離子通道網(wǎng)站
膜片鉗記錄的幾種形式:內(nèi)面向外膜片(inside-out patch) 高阻封接形成后,在將微管電極輕輕提起,使其與細(xì)胞分離,電極端形成密封小泡,在空氣中短暫暴露幾秒鐘后,小泡破裂再回到溶液中就得到“內(nèi)面向外”膜片。此時膜片兩側(cè)的膜電位由固定電位和電壓脈沖控制。浴槽電位是地電位,膜電位等于玻管電位的負(fù)值。如放大器的電流監(jiān)視器輸出是非反向的,則輸出將與膜電流(Im)的負(fù)值相等。外面向外膜片(out-side patch) 高阻封接形成后,繼續(xù)以負(fù)壓抽吸,膜片破裂再將玻管慢慢地從細(xì)胞表面垂直地提起,斷端游離部分自行融合成脂質(zhì)雙層,此時高阻封接仍然存在。而膜外側(cè)面接觸浴槽液。徐州全自動離子通道網(wǎng)站