南京细胞生物学离子通道研究方案

膜片钳技术的应用范围：①膜片钳技术在通道中的研究；②与药物作用有关的心肌离子通道研究；③对离子通道生理与病理作用机制的研究；④对单细胞形态与功能关系的研究；⑤对药物作用机制的研究；⑥在心血管药理方面的研究；⑦创新药物研究与高通量筛选的研究；⑧在神经科学中的研究。现如今，膜片钳技术已经大为普及，并普遍活跃在离子通道相关的研究当中。也许未来有1天，膜片钳技术会过时，但两百年来的探索历程，数代学者们的心血，以及它在科学研究中的功绩会一直被铭记。细胞研究常采用膜片钳技术适用多类场景，便于追踪受刺激后的离子流变化与调控特征。南京细胞生物学离子通道研究方案

膜片钳技术的工作原理：膜片钳技术是用于了解离了通道行为的通用型电生理工具，首先用微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触细胞膜，然后以千兆欧姆以上的阻抗使电极尖锐端与细胞膜封接，通过吸破或者电破的方式使与电极尖开口处相接的细胞膜的小区域与其周围区域在电学上分隔，然后细胞膜破裂，进而对此区域上的离子通道的离子电流进行监测记录的方法。该方法普遍应用于神经细胞，肌纤维细胞，心肌细胞及高表达单一通道的卵母细胞。主要用于监测离子通道在正常或者疾病状态下如何表现，以及不同药物、离子或其他分析物如何改变这些状态。膜片钳技术的建立，对生物科学特别是神经科学是一项具有重大意义的变革。这是一种通过离子通道记录的离子电流来反映细胞膜单一的(或多个)的离子通道活动的技术。该技术的出现将生理学的细胞水平和分子水平联系在一起，又将神经科学的不同亚科融汇在一起，促进了各个学科之间的联系，加速了我们神经科学的研究进展，深入探讨神经活动的机制研究。南京细胞生物学离子通道研究方案膜片钳的应用：对单细胞形态与功能关系的研究。

全自动膜片钳的优势：自动化：抓取细胞、形成封接、破膜等整个实验操作全部自动化，极大的节约实验人员的时间精力。简约化：传统膜片钳所需要的显微镜、显微操作系统、微电极拉制仪，防震台、屏蔽网等全都不需要。效率高：是传统膜片钳实验效率的5-10倍。可靠性：实验结果轻松复制。经济实惠：药物消耗低，每次实验记录较低只需5μl内外液体。零技术门槛：无需膜片钳操作经验，轻松上手。高芯片封接：封接电阻可达1GΩ。确保实验可靠性。兼容性强：可与市场上大多数放大器兼容。应用范围广：除拥有传统膜片钳功能外，还可以对手动膜片钳无法涉及的亚细胞结构进行记录。扩展功能多：配套扩展设备丰富，如內灌流系统、温度控制系统、脂质体制备器等。

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。脑区研究常借脑定位膜片钳技术锁定目标细胞，为分析区域电活动模式提供必要线索。

膜片钳操作实验：膜片钳放大器是整个实验系统中的中心，它可用来作单通道或全细胞记录，其工作模式可以是电压钳，也可以是电流钳。从原理来说，膜片钳放大器的探头电路即I-V变换器有两种基本结构形式，即电阻反馈式和电容反馈式，前者是一种典型的结构，后者因用反馈电容取代了反馈电阻，降低了噪声，所以特别适合很低噪声的单通道记录。由于供膜片钳实验的专门计算机硬件及相应的软件程序的相继出现，使得膜片钳实验操作简便、效率提高。如与EPC-9型膜片钳放大器（内含ITC-16数据采集/接口卡）配套使用的软件PULSE/PULSEFIT，它既可产生刺激波形，控制数据采集，又可分析数据，同时具有用于膜电容监测的锁相放大器，多种软件功能集成于一体。神经科学常依托膜片钳技术捕捉神经元放电细节，从不同角度帮助理解脑网络的功能关联。南京细胞生物学离子通道研究方案

神经元研究合作，膜片钳技术供应商上海司鼎生物，助力神经科研。南京细胞生物学离子通道研究方案

膜片钳实验中电极制备之在电极前端涂以硅酮树脂（sylgard），其目的是为了降低电极与灌流液之间的电容，并形成一个亲水界面。经此处理后，上述电容可由6～8pF减少到1pF以下。硅酮树脂对形成Giga?鄄seals无影响，但可减少本底噪音，对单通道记录很重要。在进行全细胞记录时，不用硅酮树脂也可以得到满意的效果，通常微电极在涂抹硅酮树脂后再进行抛光，但较好是在涂抹后一小时内抛光，否则很难改变电极尖锐端的形状。全自动膜片钳在药物筛选中的应用：全自动膜片钳技术一个重要的应用方向是检测早期药物化合物对hERG的毒副作用。hERG通道产生的电流是心室复极中较重要的电流。通道被药物后抑制直接导致LongQT综合症,很可能演变成尖锐端扭转型室性心动过速,心室纤颤,直至猝死。目前发现几乎所有的临床药物所至的LQT或者TdP都作用于hERG,且导致hERG抑制的药物在化学结构上没有明显的共性,从而很难预测,只有通过实验的方式给予解决。南京细胞生物学离子通道研究方案