徐州神经生物学膜片钳应用

膜片钳技术—打开细胞电生理研究之门：膜片钳技术（patchclamptechniques）是采用钳制电压或电流的方法对生物膜上离子通道的电活动进行记录的微电极技术。膜片钳技术的原理：用一个尖锐端直径在1.5-3.0um的玻璃微电极接触细胞膜表面，通过负压吸引使电极尖锐端与细胞膜之间形成千兆欧姆以上的阻抗封接，此时电极尖锐端下的细胞膜小区域（膜片,patch）与其周围在电学上分隔，在此基础上固定（钳制,Clamp）电位，对此膜片上的离子通道的离子电流进行监测及记录。使用膜片钳全细胞记录技术观察拮抗剂对烟碱受体激动剂量效曲线的影响，来确定其作用的动力学特征。徐州神经生物学膜片钳应用

膜片钳电生理技术的记录方式：全细胞记录法，膜穿孔记录法（perforatedpatchclamp），巨膜片钳记录法（giantmembranepatchclamp），松散封接记录法（loosepatchclamp）等技术应用：1.为了更换电极内液和从电极内施加药物，发展了微电极内灌技术（micropipetteperfusiontechnique）2.在研究细胞间的缝隙连接（gapjunction）通路时，发展了双膜片钳记录法（doublepatchrecording）3.将富含神经递质受体的游离膜片钳靠近突触部位，可检测递质释放和突触活动，这一技术称为膜片钳探针技术（detector-patchtechnique）4.将特异的膜片探针插入卵母细胞，可检测细胞内第二信使含量，此为膜片填塞技术（patchcrammingtechnique）5.为研究细胞的胞吞与胞吐机制，发展了膜电容测定法（membranecapacitancemeasurement）。医学膜片钳全细胞记录原理及步骤膜片钳使用的注意事项：向玻璃微电极灌注内液时切勿灌太多，以防液体进入银丝底部增加噪声。

膜片钳在通道研究中的重要作用：应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、区分离子通道的离子选择性、同时可发现新的离子通道及亚型，并能在记录单细胞电流和全细胞电流的基础上进一步计算出细胞膜上的通道数和开放概率，还可以用以研究某些胞内或胞外物质对离子通道开闭及通道电流的影响等。同时用于研究细胞信号的跨膜转导和细胞分泌机制。结合分子克隆和定点突变技术，膜片钳技术可用于离子通道分子结构与生物学功能关系的研究。

膜片钳电生理技术服务的数据如何处理：1.内面向外式膜片细胞内外和电极内的溶液均可调控,既能较容易地改变细胞内的离子或物质浓度,又能把酶等直接加于膜的内侧面,适宜研究胞内物质对通道活动的影响。但实验中难以改变膜外侧物质,且需浸于低钙液中。常用于研究依赖细胞内钙的离子通道,如钙敏感的钾通道,还可用于细胞内和第二信使与通道的调节作用。2.外面向外式膜片能接触膜的两侧,可以任意改变膜外物质的浓度,有利于研究离子、递质对膜外表面的作用,多用于研究细胞膜外侧受体控制的离子通道。这些受体直接作用于离子通道,而不需经过第二信使系统。因细胞外液容易更换,故加药方便。缺陷是实验中难以改变胞内成分,而且电极管内必须充以低钙液。膜片钳技术可用于研究特殊制备的巨型球状体中的细菌离子通道。

膜片钳技术是在电压钳技术基础上发展起来的，电压钳是利用负反馈技术将膜电位在空间和时间上固定于某一测定值，以研究动作电位产生过程中膜的离子通透性与膜电位之间的依从关系。但电压钳只能研究一个细胞上众多通道的综合活动规律，而无法反映单个通道的活动特点，同时通过细胞内微电极引导记录的离子通道电流其背景噪声太大。膜片钳使用的基本方法是，把经过加热抛光的玻璃微电极在液压推进器的操纵下，与清洁处理过的细胞膜形成高阻抗封接，导致电极内膜片与电极外的膜在电学上和化学上隔离起来。全自动膜片钳系统技术指标：药液交换迅速。细胞内、外液的交换是在平面芯片上进行。绍兴药理学膜片钳电生理技术方案

全自动膜片钳系统技术指标：操作简单，全过程可自动化。徐州神经生物学膜片钳应用

膜片钳电生理技术服务实验流程之电机制备和实验的记录和分析数据：电极制备：膜片微电极是将玻璃毛细管用电极拉制仪拉制而成的，主要分为以下步骤：拉制：膜片微电极是将玻璃毛细管用拉管仪拉制而成。涂硅酮树酯：将硅酮树酯涂于微电极的较尖锐端以外的部分，然后将其通过加热镍铬电阻线圈而烘干变固。热刨光：在显微镜下，将微电极尖锐端接近热源进行热刨光处理可提高巨阻抗封接的成功率。充灌微电极液：用于灌充微电极的液体需经为空滤膜过滤，除去妨碍巨阻抗封接形成的灰尘。进行实验，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。徐州神经生物学膜片钳应用

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