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膜片钳电生理技术服务基本参数
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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。膜片钳技术的应用范围:对药物作用机制的研究。细胞生物学膜片钳电生理技术网站

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膜片钳实验的细胞膜型:一个完整的细胞膜电学模型包含几个基本组分:膜电容,膜电阻和膜电势。这三个电学组分形成的原因各不相同:1、膜电容(membranecapacitance,Cm)的形成是由于生物膜为磷脂双分子层,对离子和其他水溶性物质均不通透,遂使细胞膜成为了电的不良导体,进而导致细胞外液-磷脂双分子层-细胞内液构成了细胞膜电容。Cm的大小与细胞膜表面积成正比,与磷脂双分层的厚度成反比。膜电容在这里的作用,主要为完成细胞的充放电过程。2、膜电阻(membraneresistance,Rm)的形成是由于细胞膜上的蛋白质通道,也就是离子通道的存在。离子和小的极性分子只有通过通道才能进出细胞膜,因此膜电阻在这里的作用,主要就是控制离子的进出。3、膜电势(membranepotential,Vm)又称膜电位,源自膜内外离子浓度的差异,离子浓度的差异又源于细胞膜对离子的选择透过性。膜电位一般可分为静息电位、动作电位和等级电位(不懂的自己去查,此处不赘述)。膜电位的作用主要是维持神经元的兴奋性,并改变离子通道的状态。绍兴细胞生物学离子通道技术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。

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膜片钳技术基本原理与特点:又由于玻璃微电极管径很小,其下膜面积光约1 μm2,在这么小的面积上离子通道数量很少,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,从而实现电位固定另外,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。

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。全自动膜片钳系统技术指标:药液交换非常迅速,作用时间快。

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膜片钳电生理技术服务实验流程之标本制备和膜片钳实验系统: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、肿瘤细胞等,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。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、数据采集设备、计算机系统)和微操纵器。膜片钳系统有如下应用局限性:胞体表面不规整,现有的自动膜片钳系统难以派上用场。莆田全自动膜片钳成像应用

全自动膜片钳系统技术指标:操作简单,全过程可自动化。细胞生物学膜片钳电生理技术网站

膜片钳操作实验:膜片钳实验难度大、技术要求高,要掌握有关技术和方法虽不是很困难的事,但要从一大批的实验数据中,经过处理和分析,得出有意义、有价值的结果和结论,就显得不那么容易,有许多需要注意和考虑的问题,包括减少噪音,避免电极前端的污染,提高封接成功率,具体实验过程中还需要考虑如何选取记录模式,为记录特定离子电流如何选择电极内、外液,如何选择阻断剂、激动剂,如何进行正确的数据采集等许多更为复杂的问题,还需在科研实践中不断地探索和解决。细胞生物学膜片钳电生理技术网站

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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,...

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