膜片钳电生理纪录系统及记录方法:细胞膜由双层脂膜组成,具有密封绝缘的特性,因此当纪录 电极接触到细胞膜时电阻会开始上升,然后以人工方式对纪录电极内施加一个负压,可以让电极与胞膜之间吸附得更为紧密而电阻也会加速上升,当纪录电极的电阻达到千兆欧姆(Giga Ω)时,意味着细胞膜与电极之间几乎没有电流漏出,之后对电极内压力施以一个快速的负压将细胞膜吸破,这样纪录电极与细胞胞体之间会形成一个封闭的电容,此时就可以开始对细胞进行实验。膜片钳使用操作注意:不得在本机电脑下载别的软件,拷数据时需用实验室配置的U盘。黄山全自动实用膜片钳服务
膜片钳使用的注意事项:工作原理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。它的基本原理是以一个光洁,直径约为0.5~3um的玻璃微电极同神经或肌细胞的膜接触,之后对微电极另一端开口处施加适当的负压用电极的纤细开口将与电极接触的那一小片膜轻度吸入,如此在微电极开口处的玻璃边沿以及这一小片膜周边会形成紧密的封接,它的电阻能够达到数个或数十个千兆欧,这世界上就是在化学上完全隔离了吸附在微电极开口处的那一片膜同膜的其余部分,通过微电极记录到的电流变化光光和该膜片中通道分子的功能状态相关联。上海医学膜片钳全细胞记录膜片钳技术(patch clamp)是一种利用钳制电压或者电流的方法来记录细胞膜离子通道电活动的微电极技术。
膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴,两者的区别关键在于:①膜电位固定的方法不同;②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。电压钳技术主要是通过保持细胞跨膜电位不变,并迅速控制其数值,以观察在不同膜电位条件下膜电流情况。因此只能用来研究整个细胞膜或一大块细胞膜上所有离子通道活动。目前电压钳主要用于巨大细胞的全性能电流的研究,特别在分子克隆的卵母细胞表达电流的鉴定中发挥着其他技术不能替代的作用。
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。膜片钳使用操作注意:在仪器使用以前及使用之后按按照使用时长做好登记工作。
膜片钳法的各种模式:膜外面向内模式:从全细胞模式将膜片微电极向上提起可得到切割分离的膜片,由于它的细胞膜内侧面面对膜片微电极腔内液,膜外面自然封闭而对外,所以这个模式被称为莫外面向内模式。开放细胞吸附膜内面向外模式:将细胞吸附模式的膜片以外的某部位的胞膜进行机械地破坏,经破坏孔调控细胞内液并在细胞吸附状态下进行内面向外的单一离子通道记录。穿孔囊泡膜外面向外模式:从穿孔膜片模式将膜片微电极向上提起,便在微电极尖锐端处形成一个膜囊泡,如果条件较好,此膜囊泡内不只有细胞质因子还可有线粒体等细胞器存在。膜片钳使用的注意事项:玻璃微电极需先用甲醇浸泡,再用酒精灯微烧两端,使其平滑。合肥细胞生物学电生理膜片钳
膜片钳在通道研究中的重要作用:利用膜片钳技术还可以用于药物在其靶受体上作用位点的分析。黄山全自动实用膜片钳服务
膜片钳的数据如何处理:穿孔膜片(perforated patch)是为克服常规全细胞模式的胞质渗漏问题,有学者将与离子亲和的制霉菌素或二性霉素b经微电极灌流到含有类甾醇的细胞膜上,形成只允许一价离子通过的孔,用此法在膜片上做很多导电性孔道,借此对全细胞膜电流进行记录。由于此模式的胞质渗漏极为缓慢,局部串联阻抗较常规全细胞模式高,所以钳制速度很慢,也称为缓慢全细胞模式。它适合于小细胞的电压钳位,对于直径大于30μm的细胞很难实现钳位。不足之处是由于电极与细胞间交换快,细胞内环境很容易破坏,因此记录所用的电极液应与胞浆主要成分相同,如高k+,低na+和ca2+及一定的缓冲成分和能量代谢所需的物质。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光有少数离子通道。黄山全自动实用膜片钳服务