徐州细胞生物学实用膜片钳方案

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。膜片钳的应用：对药物作用机制的研究。徐州细胞生物学实用膜片钳方案

膜片钳技术之全细胞记录的实验流程：（1）破膜：加大微电极内的负压将细胞膜吸破，此时可见时间常数较大的全细胞膜电容电流的出现，以及方波电流的轻微加大。①可用嘴吸；②也可用注射器施加负压；③还可以在施加负压的基础上进行电击穿来破膜。若只用电击穿破膜，形成的入口电阻Ra较大。（2）细胞破膜后，若所用浴液的渗透压比电极内液的渗透压略高，则应该将所施加的负压力在几秒内或几十秒内去掉；反之，适当保留一点负压对破膜状态及细胞的稳定更有利。（3）全细胞膜电容补偿：调节全细胞膜电容补偿板块中的Cm和Rs进行膜电容电流补偿，使输出电流信号中细胞膜电容电流成分消失或变至较小。（4）串联电阻补偿：打开串联电阻补偿键，调节串联电阻补偿至不产生震荡为度。（5）漏减调节。（6）正式进入标本细胞的检测。芜湖药理学膜片钳电生理技术使用膜片钳全细胞记录技术观察拮抗剂对烟碱受体激动剂量效曲线的影响，来确定其作用的动力学特征。

膜片钳技术与其他生物检测技术的结合应用：1.膜片钳与光学显微成像技术结合应用：利用激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜、荧光显微镜等技术可以对细胞进行实时成像研究，将膜片钳技术与光学显微成像技术结合使用不但可以检测细胞的电流变化情况，而且还可以对细胞的电信号传递活动进行成像观察。2.膜片钳与原子力显微镜结合应用：将膜片钳和AFM结合使用的技术可以提高细胞电生理检测的分辨率和灵敏度；而且，在获得细胞电生理信息的同时，还能获取细胞的生物力学性质，从而更很全地研究细胞的生理功能。

全细胞膜片钳模式下有电压钳记录和电流钳记录两种。电压钳记录的原理与电压钳技术相似，但有所不同：首先，全细胞电压钳记录只使用单根电极，但在电学效果上同时实现了电压钳制和电流记录。其次，电压钳记录的电极不细胞，对细胞造成的损伤较小，因而能用于小细胞如神经元的研究。电流钳记录则是通过钳制电极电流来测量膜电位。电流钳在本质上也是电压钳位，它将差分放大器的输出电流与指令电流相比较，然后将这个差动输出施加到放大器前级的倒相端，通过高速反馈使得同相端的电压与其相等，无论电极电流是否为零，都能从输出电压得到膜电位的准确数值。膜片钳的应用：心肌细胞通过各种离子通道对膜电位和动作电位稳态的维持而保持正常的功能。

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。全自动膜片钳系统技术指标：软件的功能全部，可按照操作者设定的参数方案自动执行实验。厦门细胞生物学离子通道

膜片钳使用的注意事项：浴槽及灌流系统用毕请及时清洗，防止长菌影响实验。徐州细胞生物学实用膜片钳方案

膜片钳实验实验，记录和分析数据准备工作就绪后即可进行实验操作，数据记录和分析。对电极持续施加一个1mV、10～50ms的阶跃脉冲刺激，电极入水后电阻约4～6MΩ，此时在计算机屏幕显示框中可看到测试脉冲产生的电流波形。开始时增益不宜设得太高，一般可在1～5mV/pA，以免放大器饱和。由于细胞外液与电极内液之间离子成分的差异造成了液结电位，故一般电极刚入水时测试波形基线并不在零线上，须首先将保持电压设置为0mV，并调节“电极失调控制“使电极直流电流接近于零。用微操纵器使电极靠近细胞，当电极尖锐端与细胞膜接触时封接电阻指示Rm会有所上升，将电极稍向下压，Rm指示会进一步上升。通过细塑料管向电极内稍加负压，细胞膜特性良好时，Rm一般会在1min内快速上升，直至形成GΩ级的高阻抗封接。一般当Rm达到100MΩ左右时，电极尖锐端施加轻微负电压(-30～-10mV)有助于GΩ封接的形成。此时的现象是电流波形再次变得平坦，使电极超极化由-40到-90mV，有助于加速形成封接。为证实GΩ封接的形成，可以增加放大器的增益，从而可以观察到除脉冲电压的首尾两端出现电容性脉冲尖锐端电流之外，电流波形仍呈平坦状。徐州细胞生物学实用膜片钳方案

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