膜片鉗電生理紀錄系統及記錄方法:膜片鉗技術是用于紀錄全細胞或個別細胞膜上離子信道電生理特性的研究方法,目的在于提供基礎研究知識與新藥開發時研究細胞電特性或小分子藥物對細胞膜上離子信道特性的影響,替開發標靶藥物提供一個測試平臺。傳統的細胞培養膜片鉗系統由人工操作,實驗人員在取得元代細胞(例如心肌細胞與神經元)后,將研究對象細胞養在玻片上,以手動方式將紀錄電極移動放置在胞體上方并壓到細胞膜上,此時紀錄電極在膜外溶液里的電阻大約為3-9 ΜΩ。膜片鉗使用的注意事項:在放大器打開時不能用手、金屬物品或其它導電的物品接觸電極絲。蕪湖藥理學膜片鉗電生理技術技術
膜片鉗技術的基本原理是通過負反饋使得膜電位與指令電壓相等,在電壓鉗制的條件下記錄膜電流。上面是電阻反饋式膜片鉗放大器的電路示意圖。A1為一極高輸入阻抗、極低噪聲的場效應管運算放大器,由于A1極高的開環增益使得兩個輸入端的電壓幾乎完全相等,使用膜片鉗全細胞記錄技術觀察拮抗劑對煙堿受體激動劑量效曲線的影響,從而實現電壓鉗制。Rf為一數值可切換的反饋電阻,分別對應于不同的電流記錄范圍,其中高值反饋電阻具有極高的電阻和極低的雜散電容,是決定放大器單通道記錄性能的基本元件。寧波細胞生物學膜片鉗全細胞記錄方案用膜片鉗技術可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程。
膜片鉗使用的注意事項:工作原理膜片鉗是一種能夠直接觀察單一的離子通道蛋白質分子對相應離子通透難易程度等特性的一種實驗技術。它的基本原理是以一個光潔,直徑約為0.5~3um的玻璃微電極同神經或肌細胞的膜接觸,之后對微電極另一端開口處施加適當的負壓用電極的纖細開口將與電極接觸的那一小片膜輕度吸入,如此在微電極開口處的玻璃邊沿以及這一小片膜周邊會形成緊密的封接,它的電阻能夠達到數個或數十個千兆歐,這世界上就是在化學上完全隔離了吸附在微電極開口處的那一片膜同膜的其余部分,通過微電極記錄到的電流變化光光和該膜片中通道分子的功能狀態相關聯。
膜片鉗使用的基本方法是,把經過加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進器的操縱下,與清潔處理過的細胞膜形成高阻抗封接,導致電極內膜片與電極外的膜在電學上和化學上隔離起來,由于電性能隔離與微電極的相對低電阻(1~5MΩ),只要對微電極施以電壓就能對膜片進行鉗制,從微電極引出的微小離子電流通過高分辨、低噪聲、高保真的電流-電壓轉換放大器輸送至電子計算機進行分析處理。膜片鉗技術實現的關鍵是建立高阻抗封接,并能通過特定的記錄儀器反映這些變化,因而,膜片鉗實驗室除了一般電生理實驗所需的儀器外,還特需防震工作臺、屏蔽罩、膜片鉗放大器、三維液壓操縱器、倒置顯微鏡、數據采集卡、數據記錄和分析系統等。膜片鉗的數據如何處理:電極管內與細胞之間彌散交換與平衡快,因而容易控制細胞內液的成分。
膜片鉗的數據如何處理:1.內面向外式膜片細胞內外和電極內的溶液均可調控,既能較容易地改變細胞內的離子或物質濃度,又能把酶等直接加于膜的內側面,適宜研究胞內物質對通道活動的影響。但實驗中難以改變膜外側物質,且需浸于低鈣液中。常用于研究依賴細胞內鈣的離子通道,如鈣敏感的鉀通道,還可用于細胞內和第二信使與通道的調節作用。2.外面向外式膜片能接觸膜的兩側,可以任意改變膜外物質的濃度,有利于研究離子、遞質對膜外表面的作用,多用于研究細胞膜外側受體控制的離子通道。這些受體直接作用于離子通道,而不需經過第二信使系統。因細胞外液容易更換,故加藥方便。缺陷是實驗中難以改變胞內成分,而且電極管內必須充以低鈣液。應用膜片鉗技術可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程。南京全自動電生理膜片鉗研究方案
膜片鉗的數據如何處理:全細胞式膜片方式使細胞內與浴槽之間的漏流極少。蕪湖藥理學膜片鉗電生理技術技術
膜片鉗的數據如何處理:全細胞式膜片方式使細胞內與浴槽之間的漏流極少。電極本身阻抗(1~10mω)與細胞封接后的阻抗相比較低,這種低接觸阻抗使單管電壓鉗容易實現。電極管內與細胞之間彌散交換與平衡快,因而容易控制細胞內液的成分。細胞鉗記錄的是許多通道的平均電流,有利于綜合分析。如果有目的地將膜電位鉗制在某一程度,可做到選擇性抑制某些通道的活性而只記錄某種通道電流的總和,并可在同一細胞上觀察幾種不同通道的情況。通過改變內部介質,如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物,通過滲透很快改變胞漿成分并達到平衡,該手段在全細胞記錄中廣泛應用。蕪湖藥理學膜片鉗電生理技術技術