南通神经生物学膜片钳实验技术

膜片钳的技术原理：膜片钳技术是用玻璃微电极吸管把只含1-3个离子通道、面积为几个平方微米的细胞膜通过负压吸引封接起来，由于电极尖锐端与细胞膜的高阻封接，在电极尖锐端笼罩下的那片膜事实上与膜的其他部分从电学上隔离，因此，此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管，用一个极为敏感的电流监视器（膜片钳放大器）测量此电流强度，就表示单一离子通道电流。膜片钳技术的建立，对生物学科学特别是神经科学是一具有重大意义的变革。这是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的（或多个）的离子通道分子活动的技术。此技术的出现自然将细胞水平和分子水平的生理学研究联系在一起，同时又将神经科学的不同分野必然地融汇在一起，改变了既往各个分野互不联系、互不渗透，阻碍人们全部认识能力的弊端。膜片钳技术的应用范围：对离子通道生理与病理作用机制的研究。南通神经生物学膜片钳实验技术

膜片钳使用操作流程及注意事项：1.实验结束后必须关闭实验室的水电，检查实验室门窗。2.凡是在本平台使用仪器的同学必须履行实验室相关要求，完成值日等相关工作（值日生按照实验室统一所发值日生要求履职）。3.在仪器使用以前及使用之后按按照使用时长做好登记工作。4.拉制仪提前预热（至少30min）。且用完及时关闭。电热加热线温度很高，在使用时注意避免烫伤。4.电脑里面的软件不得随意删改，不得在本机电脑下载别的软件，拷数据时需用实验室配置的U盘。5.禁止私拉电线，如有实验要求可与老师及时沟通。膜片钳技术用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面，使之形成10~100MΩ的高阻封接，被孤立的小膜片面积为微米数量级，因此封接范围内细胞膜光有少数离子通道。上海细胞生物学膜片钳实验网站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。

膜片钳实验中电极制备之分两次拉制，首先次拉长7～10mm，直径小于200μm，在此基础上进行第二次拉制，较终使尖锐端的直径为1～2μm，两步拉制的目的主要是使电极前端的锥度变大，狭窄部长度缩短，因此可降低电极的串联电阻，也可减少全细胞记录时的电极液透析时间。由于膜片微电极较忌沾染灰尘和脏物，更忌触碰尖锐端附近部位，所以一般要求在使用前制作。抛光：将电极固定于显微镜工作台上，在镜下将尖锐端靠近加热丝，当通电加热时，可见电极尖锐端微微回缩，此时电极变得光滑，且尖锐端的杂质烧去，得到较干净的表面。从而有利于和细胞膜紧密封接，并在封接后更易保持稳定。

膜片钳在通道研究中的重要作用：利用膜片钳技术还可以用于药物在其靶受体上作用位点的分析。如神经元烟碱受体为配体门控性离子通道，膜片钳全细胞记录技术通过记录烟碱诱发电流，可直观地反映出神经元烟碱受体活动的全过程，包括受体与其激动剂和拮抗剂的亲和力，离子通道开放、关闭的动力学特征及受体的失敏等活动。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。然后根据分析拮抗剂对受体失敏的影响，拮抗剂的作用是否有电压依赖性、使用依赖性等特点，可从功能上区分拮抗剂在烟碱受体上的不同作用位点，即判断拮抗剂是作用在受体的激动剂识别位点，离子通道抑或是其它的变构位点上。膜片钳的应用：在心血管药理研究中的应用。

膜片钳电生理技术服务记录的几种形式：全细胞记录构型(whole-cell recording)　高阻封接形成后，继续以负压抽吸使电极管内细胞膜破裂，电极胞内液直接相通，而与浴槽液绝缘，这种形式称为“全细胞”记录。它既可记录膜电位又可记录膜电流。其中膜电位可在电流钳情况下记录，或将玻管连到标准高阻微电极放大器上记录。在电压钳条件下记录到的大细胞全细胞电流可达nA级，全细胞钳的串联电阻(玻管和细胞内部之间的电阻)应当补偿。任何流经膜的电流均流经这一电阻，所引起的电压降将使玻管电压不同于细胞内的真正电位。电流愈大，愈需对串联电阻进行补偿。膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴。温州医学膜片钳成像技术

膜片钳使用的注意事项：玻璃微电极需先用甲醇浸泡，再用酒精灯微烧两端，使其平滑。南通神经生物学膜片钳实验技术

膜片钳的数据如何处理：穿孔膜片(perforated patch)是为克服常规全细胞模式的胞质渗漏问题,有学者将与离子亲和的制霉菌素或二性霉素b经微电极灌流到含有类甾醇的细胞膜上,形成只允许一价离子通过的孔,用此法在膜片上做很多导电性孔道,借此对全细胞膜电流进行记录。由于此模式的胞质渗漏极为缓慢,局部串联阻抗较常规全细胞模式高,所以钳制速度很慢,也称为缓慢全细胞模式。它适合于小细胞的电压钳位,对于直径大于30μm的细胞很难实现钳位。不足之处是由于电极与细胞间交换快,细胞内环境很容易破坏,因此记录所用的电极液应与胞浆主要成分相同,如高k+,低na+和ca2+及一定的缓冲成分和能量代谢所需的物质。南通神经生物学膜片钳实验技术

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