膜片钳使用的注意事项:1.向玻璃微电极灌注内液时切勿灌太多(1cm左右为适),以防液体进入银丝底部增加噪声。2.安装玻璃微电极时,电极应与银丝平行,防止刮蹭银丝电极。3.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。4.换液时应时刻观察浴槽,防止液面过低或液体溢出污染镜头,Z适液面为微高于出液口。5.浴槽及灌流系统用毕请及时清洗,防止长菌影响实验。6.打雷天气必须禁止膜片钳实验。7.干燥季节请先用手触摸金属框架释放身体的静电。8.每位实验者请在E盘建立自己的文件夹储存数据。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。杭州神经生物学膜片钳技术网站
膜片钳使用的基本方法是,把经过加热抛光的玻璃微电极在液压推进器的操纵下,与清洁处理过的细胞膜形成高阻抗封接,导致电极内膜片与电极外的膜在电学上和化学上隔离起来,由于电性能隔离与微电极的相对低电阻(1~5MΩ),只要对微电极施以电压就能对膜片进行钳制,从微电极引出的微小离子电流通过高分辨、低噪声、高保真的电流-电压转换放大器输送至电子计算机进行分析处理。膜片钳技术实现的关键是建立高阻抗封接,并能通过特定的记录仪器反映这些变化,因而,膜片钳实验室除了一般电生理实验所需的仪器外,还特需防震工作台、屏蔽罩、膜片钳放大器、三维液压操纵器、倒置显微镜、数据采集卡、数据记录和分析系统等。杭州神经生物学膜片钳技术网站膜片钳的数据如何处理:通过渗透很快改变胞浆成分并达到平衡,该手段在全细胞记录中广泛应用。
膜片钳操作实验: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、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。电极在实验前要灌注电极液,由于电极较细,因此在充灌前,电极内液要用0.2 μm的滤膜进行过滤。一般电极充灌可分灌尖(tipfilling)和后充两步灌尖时将电极浸入内液中5s即可。
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。传统的细胞培养膜片钳系统由人工操作,实验人员在取得元代细胞。
膜片钳记录的几种形式:细胞吸附膜片(cell-attached patch) 将两次拉制后经加热抛光的微管电极置于清洁的细胞膜表面上,形成高阻封接,在细胞膜表面隔离出一小片膜,既而通过微管电极对膜片进行电压钳制,高分辨测量膜电流,称为细胞贴附膜片。由于不破坏细胞的完整性,这种方式又称为细胞膜上的膜片记录。此时跨膜电位由玻管固定电位和细胞电位决定。因此,为测定膜片两侧的电位,需测定细胞膜电位并从该电位减去玻管电位。从膜片的通道活动看,这种形式的膜片是极稳定的,因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,所受的干扰小。内面向外式膜片细胞内外和电极内的溶液均可调控。杭州神经生物学膜片钳技术网站
全细胞式膜片方式使细胞内与浴槽之间的漏流极少。杭州神经生物学膜片钳技术网站
膜片钳技术在通道研究中的重要作用:1.与药物作用有关的心肌离子通道: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。近年来,国外学者在人类心肌细胞离子通道特性的研究中取得了许多进展,使得心肌药理学实验由动物细胞模型向人心肌细胞成为可能。2.对离子通道生理与病理情况下作用机制的研究:通过对各种生理或病理情况下细胞膜某种离子通道特性的研究,了解该离子的生理意义及其在疾病过程中的作用机制。杭州神经生物学膜片钳技术网站