合肥医学膜片钳实验应用
膜片钳实验系统:根据不同的电生理实验要求,可以组建不同的实验系统,但有若干共同的基本部件,包括机械部分(防震工作台、屏蔽罩、仪器设备架)、光学部分(显微镜、视频监视器、单色光系统)、电子部件(膜片钳放大器、刺激器、数据采集的设备、计算机系统)和微操纵器在大多数膜片钳实验,要求所有实验仪器及设备均具有良好的机械稳定性,以使微电极与细胞膜之间的相对运动尽可能小。防震工作台放置倒置显微镜和与之固定连接的微操纵器,其他设备置于台外。屏蔽罩由铜丝网制成,接地以防止周围环境的杂散电场对膜片钳放大器的探头电路的干扰。仪器设备架要靠近工作台,便于测量仪器与光学仪器配接。膜片钳的应用:与药物作用有关的心肌离子通道。合肥医学膜片钳实验应用
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。南京全自动膜片钳全细胞记录应用膜片钳技术的应用范围:在心血管药理方面的研究。
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,因而,膜片钳实验室除了一般电生理实验所需的仪器外,还特需防震工作台、屏蔽罩、膜片钳放大器、三维液压操纵器、倒置显微镜、数据采集卡、数据记录和分析系统等。
膜片钳法的各种模式:细胞吸附模式:将膜片微电极吸附在细胞膜上对但离子通道电流进行记录的模式。其优点是在细胞内环境保持正常的条件下可以对离子通道活动进行观察记录。但是由于不能认为直接地控制细胞内环境条件也不能确切的潘明细胞内点位,所以其缺点是不清楚膜片上的实效点位。膜内面向外模式:从细胞吸附模式将已形成巨阻抗封接的膜片微电极向上提起时,则膜片即从细胞体上被切割分隔下来,形成膜内面向外的模式。常规全细胞模式:在细胞吸附模式上将膜打穿成孔,记录膜片以外部位的全细胞膜的离子电流,这时全细胞模式。膜片钳和电压钳的区别:电压钳技术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。
膜片钳操作实验:标本制备根据研究目的的不同,可采用不同的细胞组织,如心肌细胞、平滑肌细胞、细胞等,现在几乎可对各种细胞进行膜片钳的研究。对所采用的细胞,必须满足实验要求,一般多采用酶解分离法,也可采用细胞培养法;另外,由于与分子生物学技术的结合,现在也运用分子克隆技术表达不同的离子通道,如利用非洲爪蟾卵母细胞表达外源性基因等。电极在实验前要灌注电极液,由于电极较细,因此在充灌前,电极内液要用0.2 μm的滤膜进行过滤。一般电极充灌可分灌尖(tipfilling)和后充两步灌尖时将电极浸入内液中5s即可。膜片钳使用的注意事项:在放大器打开时不能用手、金属物品或其它导电的物品接触电极丝。合肥医学实用膜片钳原理及步骤
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。合肥医学膜片钳实验应用
膜片钳技术是通过微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触细胞膜,用千兆欧姆以上的阻抗使之封接,在电学上分隔和电极尖开口处相接的细胞膜的小区域(膜片)以及其周围,在此基础上固定点位,对这膜片上的离子通道的离子电流(pA级)进行监测记录的方法。测量回路的中心部分是使用场效应管运算放大器构成的I-V转换器。当场效应管运算放大器的正负输入端子是等电位,向正输入端子施加指令电位时,因为短路负端子以及膜片都可等电位地达到钳制的作用,字膜片微电极与默片之间形成10GΩ以上封接时,其间达到Z小的分流电流。合肥医学膜片钳实验应用
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