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膜片鉗記錄的幾種形式:全細(xì)胞記錄構(gòu)型(whole-cell recording) 高阻封接形成后,繼續(xù)以負(fù)壓抽吸使電極管內(nèi)細(xì)胞膜破裂,電極胞內(nèi)液直接相通,而與浴槽液絕緣,這種形式稱為“全細(xì)胞”記錄。它既可記錄膜電位又可記錄膜電流。其中膜電位可在電流鉗情況下記錄,或?qū)⒉9苓B到標(biāo)準(zhǔn)高阻微電極放大器上記錄。在電壓鉗條件下記錄到的大細(xì)胞全細(xì)胞電流可達(dá)nA級,全細(xì)胞鉗的串聯(lián)電阻(玻管和細(xì)胞內(nèi)部之間的電阻)應(yīng)當(dāng)補(bǔ)償。任何流經(jīng)膜的電流均流經(jīng)這一電阻,所引起的電壓降將使玻管電壓不同于細(xì)胞內(nèi)的真正電位。電流愈大,愈需對串聯(lián)電阻進(jìn)行補(bǔ)償。傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)膜片鉗系統(tǒng)由人工操作,實(shí)驗人員在取得元代細(xì)胞。嘉興藥理學(xué)膜片鉗實(shí)驗技術(shù)
膜片鉗使用的基本方法是,把經(jīng)過加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進(jìn)器的操縱下,與清潔處理過的細(xì)胞膜形成高阻抗封接,導(dǎo)致電極內(nèi)膜片與電極外的膜在電學(xué)上和化學(xué)上隔離起來,由于電性能隔離與微電極的相對低電阻(1~5MΩ),只要對微電極施以電壓就能對膜片進(jìn)行鉗制,從微電極引出的微小離子電流通過高分辨、低噪聲、高保真的電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器輸送至電子計算機(jī)進(jìn)行分析處理。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是建立高阻抗封接,并能通過特定的記錄儀器反映這些變化,因而,膜片鉗實(shí)驗室除了一般電生理實(shí)驗所需的儀器外,還特需防震工作臺、屏蔽罩、膜片鉗放大器、三維液壓操縱器、倒置顯微鏡、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)等。廈門全自動膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)膜片鉗使用操作流程及注意事項:凡是在本平臺使用儀器的同學(xué)必須履行實(shí)驗室相關(guān)要求。
膜片鉗技術(shù)基本原理與特點(diǎn):高阻封接技術(shù)還很大降低了電流記錄的背景噪聲,從而戲劇性地提高了時間、空間及電流分辨率,如時間分辨率可達(dá)10 μs、空間分辨率可達(dá)1平方微米及電流分辨率可達(dá)10-12 A。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來自于膜片鉗放大器本身外,比較主要還是信號源的熱噪聲。一般只有一個或幾個通道,經(jīng)這一個或幾個通道流出的離子數(shù)量相對于整個細(xì)胞來講很少,可以忽略,也就是說電極下的離子電流對整個細(xì)胞的靜息電位的影響可以忽略,那么,只要保持電極內(nèi)電位不變,則電極下的一小片細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差就不變,從而實(shí)現(xiàn)電位固定。
膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性(1)光能應(yīng)用于懸浮細(xì)胞的紀(jì)錄,因此大部分的紀(jì)錄對象為化細(xì)胞,而對于需要貼壁生長的大多數(shù)正常細(xì)胞,現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)就無法紀(jì)錄;(2)在紀(jì)錄對象上,目前的膜片鉗系統(tǒng)只能紀(jì)錄胞膜形狀平整飽滿的細(xì)胞,大部分是工具細(xì)胞如化細(xì)胞,此類細(xì)胞有比較強(qiáng)的細(xì)胞膜可以禁得起各種人為操作,而許多具有研究價值的細(xì)胞(例如元代培養(yǎng)的神經(jīng)元)胞膜較弱容易破裂,且胞體表面不規(guī)整,現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)難以派上用場。因此,迫切需要一種新型的全自動膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)來解決以上問題。全細(xì)胞式膜片方式使細(xì)胞內(nèi)與浴槽之間的漏流極少。
膜片鉗實(shí)驗常見問題及解決方法:膜片鉗實(shí)驗難度大、技術(shù)要求高,要掌握有關(guān)技術(shù)和方法雖不是很困難的事,但要從一大批的實(shí)驗數(shù)據(jù)中,經(jīng)過處理和分析,得出有意義、有價值的結(jié)果和結(jié)論,就顯得不那么容易,有許多需要注意和考慮的問題,包括減少噪音,避免電極前端的污染,提高封接成功率,具體實(shí)驗過程中還需要考慮如何選取記錄模式,為記錄特定離子電流如何選擇電極內(nèi)、外液,如何選擇阻斷劑、激動劑,如何進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)采集等許多更為復(fù)雜的問題,還需在科研實(shí)踐中不斷地探索和解決。為了測量在不同藥物對細(xì)胞中的離子通道的影響,通常需要在膜片鉗實(shí)驗中實(shí)施灌流。福州藥理學(xué)離子通道應(yīng)用
膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性:大部分是工具細(xì)胞如化細(xì)胞。嘉興藥理學(xué)膜片鉗實(shí)驗技術(shù)
膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:全細(xì)胞式膜片方式使細(xì)胞內(nèi)與浴槽之間的漏流極少。電極本身阻抗(1~10mω)與細(xì)胞封接后的阻抗相比較低,這種低接觸阻抗使單管電壓鉗容易實(shí)現(xiàn)。電極管內(nèi)與細(xì)胞之間彌散交換與平衡快,因而容易控制細(xì)胞內(nèi)液的成分。細(xì)胞鉗記錄的是許多通道的平均電流,有利于綜合分析。如果有目的地將膜電位鉗制在某一程度,可做到選擇性抑制某些通道的活性而只記錄某種通道電流的總和,并可在同一細(xì)胞上觀察幾種不同通道的情況。通過改變內(nèi)部介質(zhì),如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物,通過滲透很快改變胞漿成分并達(dá)到平衡,該手段在全細(xì)胞記錄中廣泛應(yīng)用。嘉興藥理學(xué)膜片鉗實(shí)驗技術(shù)
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