南通神经生物学膜片钳电生理技术研究方案

膜片钳技术基本原理与特点：膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴，两者的区别关键在于：①膜电位固定的方法不同；②电位固定的细胞膜面积不同，进而所研究的离子通道数目不同。电压钳技术主要是通过保持细胞跨膜电位不变，并迅速控制其数值，以观察在不同膜电位条件下膜电流情况。因此只能用来研究整个细胞膜或一大块细胞膜上所有离子通道活动。目前电压钳主要用于巨大细胞的全性能电流的研究，特别在分子克隆的卵母细胞表达电流的鉴定中发挥着其他技术不能替代的作用。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电生理技术研究方案

膜片钳技术操作方法：实验前准备:打开总电源及稳压电源，打开电脑、放大器，并开启程序软件，新建数据文档并准备开始试验;用P97微电极拉制仪拉制玻璃电极若干备用;检查减震台的减震效果，打开倒置显微镜，监视器和微操备用，取-血细胞将其中玻片取出放入小培美血中，置于倒置显微镜下，于低倍镜下寻找状态良好的细胞，并转入高倍镜下再次确认细胞状态及贴壁情况等，确认细胞后，取电极一根充灌电极内液，弹出气泡，然后套入银丝并插入探头中扭紧旋钮，用注射器管道给电极一点点正压，将电极入水，入水后，查案入水电阻，要在4-8M左右的电极才可以使用，通过调节微操，使电极不断向下接近细胞，待电极尖锐端逐渐变清晰并且将要接近细胞时停止向下，然后把电极移到细胞上方调节放大器上的调零旋钮以保证基线在零水平。南通神经生物学膜片钳电生理技术研究方案膜片钳使用的注意事项：安装玻璃微电极时，电极应与银丝平行，防止刮蹭银丝电极。

膜片钳技术在通道研究中的重要作用：1.与药物作用有关的心肌离子通道：心肌细胞通过各种离子通道对膜电位和动作电位稳态的维持而保持正常的功能。近年来，国外学者在人类心肌细胞离子通道特性的研究中取得了许多进展，使得心肌药理学实验由动物细胞模型向人心肌细胞成为可能。2.对离子通道生理与病理情况下作用机制的研究：通过对各种生理或病理情况下细胞膜某种离子通道特性的研究，了解该离子的生理意义及其在疾病过程中的作用机制。

膜片钳又称单通道电流记录技术，用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面，使之形成10～100的密封(giga-seal)，又称巨阻封接，被孤立的小膜片面积为μm量级，内中只有少数离子通道。然后对该膜片实行电压钳位，可测量单个离子通道开放产生的pA（10的负12次方安培）量级的电流，这种通道开放是一种随机过程。通过观测单个通道开放和关闭的电流变化，可直接得到各种离子通道开放的电流幅值分布、开放几率、开放寿命分布等功能参量，并分析它们与膜电位、离子浓度等之间的关系。还可把吸管吸附的膜片从细胞膜上分离出来，以膜的外侧向外或膜的内侧向外等方式进行实验研究。这种技术对小细胞的电压钳位、改变膜内外溶液成分以及施加药物都很方便。膜片钳和电压钳的区别：电位固定的细胞膜面积不同，进而所研究的离子通道数目不同。

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。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。南通神经生物学膜片钳电生理技术研究方案

膜片钳使用操作注意：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。南通神经生物学膜片钳电生理技术研究方案

膜片钳的数据如何处理：1）细胞吸附式膜片(cell attached patch)是膜片钳的基本方式,其它方式由此衍生。这种膜片形式比较稳定因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,故对细胞结构和环境干扰比较小。但这种膜片形式易在电极形成囊泡,从而细胞骨架可能有所变化。另外这种膜片不能控制细胞内成分。且任何影响膜电位的处理均可影响其电位水平。2）内面向外式膜片( inside outpatch)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。南通神经生物学膜片钳电生理技术研究方案

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