嘉兴医学膜片钳电生理技术

膜片钳技术——打开细胞电生理之门：定义：膜片钳技术被称为研究离子通道的“金标准”，是一种基于电工学和电化学原理的分析手段，可以通过检测细胞的电信号(电生理性质)来研究化学物质、电、机械力等刺激因素对细胞功能的影响，从而帮助揭示细胞在生命活动中的化学和生物学机制。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，由于电极与细胞膜的高阻封接，在电极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，就替代单一离子通道电流。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。嘉兴医学膜片钳电生理技术

膜片钳系统有如下应用局限性(1)光能应用于悬浮细胞的纪录，因此大部分的纪录对象为化细胞，而对于需要贴壁生长的大多数正常细胞，现有的自动膜片钳系统就无法纪录；(2)在纪录对象上，目前的膜片钳系统只能纪录胞膜形状平整饱满的细胞，大部分是工具细胞如化细胞，此类细胞有比较强的细胞膜可以禁得起各种人为操作，而许多具有研究价值的细胞(例如元代培养的神经元)胞膜较弱容易破裂，且胞体表面不规整，现有的自动膜片钳系统难以派上用场。因此，迫切需要一种新型的全自动膜片钳电生理纪录系统来解决以上问题。嘉兴医学膜片钳电生理技术全自动膜片钳系统技术指标：极大的减少了噪声源，记录数据的电噪音很低。

膜片钳技术基本原理与特点：又由于玻璃微电极管径很小，其下膜面积光约1 μm2，在这么小的面积上离子通道数量很少，一般只有一个或几个通道，经这一个或几个通道流出的离子数量相对于整个细胞来讲很少，可以忽略，也就是说电极下的离子电流对整个细胞的静息电位的影响可以忽略，那么，只要保持电极内电位不变，则电极下的一小片细胞膜两侧的电位差就不变，从而实现电位固定另外，高阻封接技术还很大降低了电流记录的背景噪声，从而戏剧性地提高了时间、空间及电流分辨率，如时间分辨率可达10 μs、空间分辨率可达1平方微米及电流分辨率可达10-12 A。

膜片钳只适用于药物的初筛和二次筛选，且对样本有很高的选择性，而传统的膜片钳技术可适用于各种样本，应用范围广，能够分析检测所有的离子通道类型，同时能够分析离子通道的动力学特征。因此目前，传统膜片钳技术仍然是不可替代的。在进行膜片钳实验时，玻璃电极给负压并吸住细胞，形成高阻封接，破膜，给药，记录数据的过程，都需要细胞保持比较好的活性状态，才能更加高效的获得有效数据。因此细胞的稳定性就成了评估样品好坏的关键。膜片钳技术是一种记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上离子通道分子活动的技术。膜片钳和电压钳的区别：膜电位固定的方法不同。

在进行细胞吸附式膜片钳记录时，一般来说，我们通过电压钳（voltageclamp,VC）模式将细胞膜电位维持在-60mV（大多数脊椎动物神经元的静息膜电位），从而保证通过电极尖锐端的电流即为跨膜离子流。一般来说，细胞吸附式膜片钳可以作为对照来验证其他单通道记录构型下通道活动的改变情况，也可以用来检测化学物质引起的通道的和活动/对通道活动的影响是否经过胞内信使的介导。这里有一点需要注意，每个待研究细胞的Em都会有轻微的差异，因此我们在分析cell-attached的数据的时候，需要拿出事先记录好的Em，一般有三种方法:用胞内记录或全细胞记录的方法，获得一个平均Em；在实验结束时，patch破裂，在电流为0的情况下记录到的电势就为Em;结合离子通道的其他数据来反向推算Em。膜片钳使用操作注意：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。嘉兴医学膜片钳电生理技术

膜片钳放大器工作模式可以是电压钳，也可以是电流钳。嘉兴医学膜片钳电生理技术

膜片钳技术的基本原理和方法：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，由于电性能隔离与微电极的相对低电阻（1～5MΩ），只要对微电极施以电压就能对膜片进行钳制，从微电极引出的微小离子电流通过高分辨、低噪声、高保真的电流-电压转换放大器输送至电子计算机进行分析处理。膜片钳技术实现的关键是建立高阻抗封接，并能通过特定的记录仪器反映这些变化。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。嘉兴医学膜片钳电生理技术

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