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宁波医学膜片钳电生理技术原理

来源: 发布时间:2023年07月22日

膜片钳技术的基本原理和方法: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。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。膜片钳技术的应用范围:与药物作用有关的心肌离子通道研究。宁波医学膜片钳电生理技术原理

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膜片钳技术—打开细胞电生理研究之门:膜片钳技术(patchclamptechniques)是采用钳制电压或电流的方法对生物膜上离子通道的电活动进行记录的微电极技术。膜片钳技术的原理:用一个尖锐端直径在1.5-3.0um的玻璃微电极接触细胞膜表面,通过负压吸引使电极尖锐端与细胞膜之间形成千兆欧姆以上的阻抗封接,此时电极尖锐端下的细胞膜小区域(膜片,patch)与其周围在电学上分隔,在此基础上固定(钳制,Clamp)电位,对此膜片上的离子通道的离子电流进行监测及记录。

膜片钳电生理技术服务记录的几种形式:全细胞记录构型(whole-cell recording) 高阻封接形成后,继续以负压抽吸使电极管内细胞膜破裂,电极胞内液直接相通,而与浴槽液绝缘,这种形式称为“全细胞”记录。它既可记录膜电位又可记录膜电流。其中膜电位可在电流钳情况下记录,或将玻管连到标准高阻微电极放大器上记录。在电压钳条件下记录到的大细胞全细胞电流可达nA级,全细胞钳的串联电阻(玻管和细胞内部之间的电阻)应当补偿。任何流经膜的电流均流经这一电阻,所引起的电压降将使玻管电压不同于细胞内的真正电位。电流愈大,愈需对串联电阻进行补偿。膜片钳使用操作注意:电热加热线温度很高,在使用时注意避免烫伤。

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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,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。膜片钳使用的注意事项:换液时应时刻观察浴槽,防止液面过低或液体溢出污染镜头。苏州药理学脑片膜片钳哪家好

膜片钳和电压钳的区别:电位固定的细胞膜面积不同,进而所研究的离子通道数目不同。宁波医学膜片钳电生理技术原理

膜片钳实验常见问题及解决方法: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。宁波医学膜片钳电生理技术原理

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