温州全自动膜片钳电生理技术方案

膜片钳技术基本原理与特点：又由于玻璃微电极管径很小，其下膜面积光约1 μm2，在这么小的面积上离子通道数量很少，一般只有一个或几个通道，经这一个或几个通道流出的离子数量相对于整个细胞来讲很少，可以忽略，也就是说电极下的离子电流对整个细胞的静息电位的影响可以忽略，那么，只要保持电极内电位不变，则电极下的一小片细胞膜两侧的电位差就不变，从而实现电位固定另外，高阻封接技术还很大降低了电流记录的背景噪声，从而戏剧性地提高了时间、空间及电流分辨率，如时间分辨率可达10 μs、空间分辨率可达1平方微米及电流分辨率可达10-12 A。全自动膜片钳系统技术指标：外灌流时间常数：~200ms；内灌流时间常数：~2s。温州全自动膜片钳电生理技术方案

膜片钳电生理技术服务实验流程之标本制备和膜片钳实验系统：标本制备：根据研究目的的不同，可采用不同的细胞组织，如心肌细胞、平滑肌细胞、肿瘤细胞等，现在几乎可对各种细胞进行膜片钳的研究。对所采用的细胞，必须满足实验要求，一般多采用酶解分离法，也可采用细胞培养法；另外，由于与分子生物学技术的结合，现在也运用分子克隆技术表达不同的离子通道，如利用非洲爪蟾卵母细胞表达外源性基因等。膜片钳实验系统：根据不同的电生理实验要求，可以组建不同的实验系统，但有若干共同的基本部件，包括机械部分（防震工作台、屏蔽罩、仪器设备架）、光学部分（显微镜、视频监视器、单色光系统）、电子部件（膜片钳放大器、刺激器、数据采集设备、计算机系统）和微操纵器。温州全自动膜片钳电生理技术方案膜片钳的应用：对药物作用机制的研究。

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。

膜片钳实验常见问题及解决方法：膜片钳技术是电生理记录的常用手段，目前在科学研究中使用越来越普遍。但在具体膜片钳实验操作的过程中，总会遇到各种各样的问题，对实验人员造成很多困扰。本次讲座主要从实验角度出发，以简单，实用的原则，着重讲解实验中遇到的各种问题，以及解决方法。从选择实验样本开始，按照一般实验进行的顺序，逐步延伸，一直到如何搭建自己个性化的膜片钳系统，使大家对膜片钳的基础知识以及膜片钳实验中遇到的各种典型问题及解决办法有系统的了解。膜片钳技术的应用范围：膜片钳技术在通道中的研究。

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。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。温州全自动膜片钳电生理技术方案

全自动膜片钳系统技术指标：操作简单，全过程可自动化。温州全自动膜片钳电生理技术方案

膜片钳电生理技术的记录方式：全细胞记录法，膜穿孔记录法（perforatedpatchclamp），巨膜片钳记录法（giantmembranepatchclamp），松散封接记录法（loosepatchclamp）等技术应用：1.为了更换电极内液和从电极内施加药物，发展了微电极内灌技术（micropipetteperfusiontechnique）2.在研究细胞间的缝隙连接（gapjunction）通路时，发展了双膜片钳记录法（doublepatchrecording）3.将富含神经递质受体的游离膜片钳靠近突触部位，可检测递质释放和突触活动，这一技术称为膜片钳探针技术（detector-patchtechnique）4.将特异的膜片探针插入卵母细胞，可检测细胞内第二信使含量，此为膜片填塞技术（patchcrammingtechnique）5.为研究细胞的胞吞与胞吐机制，发展了膜电容测定法（membranecapacitancemeasurement）。温州全自动膜片钳电生理技术方案

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