徐州细胞生物学膜片钳成像

膜片钳电生理技术的基本原理：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只有少数离子通道。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。更进一步，还可以把吸管吸附放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。这种技术对膜内外溶液成分及施加药物操作都很方便。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。徐州细胞生物学膜片钳成像

膜片钳在通道研究中的重要作用：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。上海全自动膜片钳实验方案膜片钳使用操作流程及注意事项：凡是在本平台使用仪器的同学必须履行实验室相关要求。

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。

膜片钳技术基本原理与特点：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。影响电流记录分辨率的背景噪声除了来自于膜片钳放大器本身外，比较主要还是信号源的热噪声。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。膜片钳技术的应用范围：创新药物研究与高通量筛选的研究。

膜片钳技术是在电压钳技术基础上发展起来的，电压钳是利用负反馈技术将膜电位在空间和时间上固定于某一测定值，以研究动作电位产生过程中膜的离子通透性与膜电位之间的依从关系。但电压钳只能研究一个细胞上众多通道的综合活动规律，而无法反映单个通道的活动特点，同时通过细胞内微电极引导记录的离子通道电流其背景噪声太大。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。膜片钳和电压钳的区别：膜电位固定的方法不同。福州药理学膜片钳技术研究方案

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。徐州细胞生物学膜片钳成像

膜片钳技术之全细胞记录的实验流程：（1）仔细检查实验系统各仪器间的线路连接。（2）依次打开各仪器的电源开关和实验软件，检查各参数的初始设置。（3）将样品置于倒置显微镜的载物台上。（4）电极安装。（5）偏移电位的补偿和电极电阻的测定：在微操纵器控制下使微电极进入浴液，电流基线通常会立刻漂离零位，若此时处于VC模式，在维持电压为零时，通过调节偏移电位补偿，使电流基线等于零，此时可见基线上叠加有响应电流方波。（6）细胞封接。（7）电极电容补偿：若无特殊要求，一般将保持电位设为受试细胞静息电位平均值。徐州细胞生物学膜片钳成像

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