膜片钳基本参数
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膜片钳企业商机

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,当电极前列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,电极前列施加轻微负电压(-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前列电流之外,电流波形仍呈平坦状。由此形成了一门细胞学科—电生理学,即是用电生理的方法来记录和分析细胞产生电的大小和规律的科学。进口双分子层膜片钳电生理工具

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电压钳技术是由科尔发明的,并在20世纪初由霍奇金和赫胥黎完善。其设计的主要目的是证明动作电位的产生机制,即动作电位的峰值电位是由于膜对钠的通透性瞬间增加。但当时还没有直接测量膜通透性的方法,所以用膜电导来测量离子通透性。膜电导测量的基础是电学中的欧姆定律,如膜Na电导GNa与电化学驱动力(Em-ENa)的关系,膜电流INaGNa=INa/(Em-ENa)。因此,可以通过测量膜电流,然后利用欧姆定律来计算膜电导。然而,膜电导可以通过使用膜电流来计算。这个条件是通过电压钳技术实现的。下一张幻灯片中右边的两张图显示了squid的动作电位和动作电位过程中膜电流的变化,这是霍奇金和赫胥黎在半个世纪前用电压钳记录的。他们的实验证明了参与动作电位的离子电流由三种成分组成:Na、K、Cl。对这些离子流进行了定量分析。这项技术为阐明动作电位的本质和离子通道的研究做出了巨大贡献。日本高通量全自动膜片钳实验操作屯流钳素向细胞内注入刺激电流,记录膜电位对刺激电流的反应。

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光遗传学调控技术是近几年正在迅速发展的一项整合了光学、基因操作技术、电生理等多学科交叉的生物技术。NatureMethods杂志将此技术评为"Methodoftheyear2010"[19];美国麻省理工学院科技评述(MITTechnologyReview,2010)在其总结性文章"Theyearinbiomedicine"中指出:光遗传学调控技术现已经迅速成为生命科学,特别是神经和心脏研究领域中热门的研究方向之一。目前这一技术正在被全球几百家从事心脏学、神经科学和神经工程研究的实验室使用,帮助科学家们深入理解大脑的功能,进而为深刻认识神经、精神疾病、心血管疾病的发病机理并研发针对疾病干预和的新技术。

把膜电位钳位电压调到-80--100mV,再用钳位放大器的控制键把全细胞瞬态充电电流调定至零位(EPC-10的控制键称为C-slow和C-series;Axopatch200标为全细胞电容和系列电阻)。写下细胞的电容值Cc和未补整的系列电阻值Rs,用于消除全细胞瞬态电流,计算钳位的固定时间(即RsCc),然启根据欧姆定律从测定脉冲电流的振幅算出细胞的电阻RC。缓慢调节Rs旋钮注意测定脉冲反应的变化,逐渐增加补整的比例。如果RS补整非常接近振荡的阈值,RS或Cc的微细变化都会达到震荡的阈值,产生电压的振荡而使细胞受损。因此应当在RS补整水平写不稳定阈值之间留有10%-20%的余地为安全。准备资料收集和脉冲序列的测定。这一技术的发现和基因克隆技术并架齐驱,给生命科学研究带来了巨大的前进动力。

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膜片钳技术是当前研究细胞膜电流及离子通道的蕞重要的技术。从技术层面来解释的话,膜片钳技术(patchclamp)是指利用钳制电压或者电流的方法(通常为钳制电压)来记录细胞膜离子通道电活动的微电极技术。膜片钳技术的原理为:使用一个一头尖一头粗的锥状玻璃管,管中设有微电极,管的前列直径约1.5~3.0μm,通过负压吸引使前列口与细胞膜形成千兆欧姆级的阻抗封接,前列口内的细胞膜区域与周围其他区域形成了电学分隔,然后人工钳制此片区域细胞膜的电位,即可达到对膜片上离子通道电流的监测与记录。以膜片钳为钥匙,打开细胞离子通道研究的大门!美国多通道膜片钳电流钳制

膜片钳技术原理膜片钳技术是用玻璃微电极接触细胞,形成吉欧姆(GΩ)阻抗。进口双分子层膜片钳电生理工具

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。1989年,Blanton将脑片电生理记录与细胞的膜片钳记录结合起来,建立了脑片膜片钳记录技术(patchclamponinvitrobrainslices),这为在细胞水平研究反射中枢系统离子通道或受体在神经环路中的生理和药理学作用及其机制提供了可能性。离体的脑组织能够在一定的温度、酸度和渗透压、通氧状态等条件下存活并保持良好的生理状态。与急性分离的或培养的神经元相比,离体脑片中的神经元更接近生理状态:基本保持了在体情况下的细胞形态,神经细胞之间及神经细胞与非神经细胞之间的很多固有联系,以及较为正常完整的突触回路、受体分布、递质释放及其信息传递等功能。进口双分子层膜片钳电生理工具

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