膜片钳电生理记录技术:膜片钳技术的基本原理: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。然后对该膜片实行电压钳位,测量单个离子通道开放产生的微小电流,这种通道的开放是一种随机过程。通过观测单个通道开放的电流幅值分布、开放概率、开放寿命分布等功能参数,并分析它们与膜电位、离子浓度等之间的关系。将该部分细胞采用负压吸破,可以形成比较常见的全细胞记录模式,可以研究整个细胞的生理功能和离子通道电生理功能。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。莆田全自动膜片钳实验应用
膜片钳使用的注意事项:工作原理膜片钳是一种能够直接观察单一的离子通道蛋白质分子对相应离子通透难易程度等特性的一种实验技术。它的基本原理是以一个光洁,直径约为0.5~3um的玻璃微电极同神经或肌细胞的膜接触,之后对微电极另一端开口处施加适当的负压用电极的纤细开口将与电极接触的那一小片膜轻度吸入,如此在微电极开口处的玻璃边沿以及这一小片膜周边会形成紧密的封接,它的电阻能够达到数个或数十个千兆欧,这世界上就是在化学上完全隔离了吸附在微电极开口处的那一片膜同膜的其余部分,通过微电极记录到的电流变化光光和该膜片中通道分子的功能状态相关联。莆田全自动膜片钳实验应用膜片钳技术的应用范围:对药物作用机制的研究。
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。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。
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。
膜片钳电生理纪录系统及记录方法:膜片钳技术是用于纪录全细胞或个别细胞膜上离子信道电生理特性的研究方法,目的在于提供基础研究知识与新药开发时研究细胞电特性或小分子药物对细胞膜上离子信道特性的影响,替开发标靶药物提供一个测试平台。传统的细胞培养膜片钳系统由人工操作,实验人员在取得元代细胞(例如心肌细胞与神经元)后,将研究对象细胞养在玻片上,以手动方式将纪录电极移动放置在胞体上方并压到细胞膜上,此时纪录电极在膜外溶液里的电阻大约为3-9 ΜΩ。膜片钳技术可用于研究特殊制备的巨型球状体中的细菌离子通道。宁波神经生物学膜片钳技术
膜片钳的应用:在通道电流记录中,可分别于不同时间、不同部位施加各种浓度的药物来研究。莆田全自动膜片钳实验应用
膜片钳的应用: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。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。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。如对钙离子在脑缺血神经细胞损害中作用机制的研究表明,缺血性脑损害过程中,Ca2+介导现象起非常重要的作用,缺血缺氧使Ca2+通道开放,过多的Ca2+进入细胞内就出现Ca2+超载,导致神经元及细胞膜损害,膜转运功能障碍,严重的可使神经元坏死。莆田全自动膜片钳实验应用
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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。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。黄山药理学膜片钳应用膜片钳技术:膜...