黄山细胞生物学电生理膜片钳原理

膜片钳技术及其应用：它是作者在\"膜片钳技术及其应用\"领域所进行的研究工作的总结，同时也吸取了国际上的先进技术和新近的研究成果。内容包括:细胞电生理与膜片钳技术，膜片钳系统的组建及实验技术概要，膜片钳放大器原理与低噪声设计，单通道和全细胞电流记录技术，数据采集和分析，细胞分泌活动的膜电容监测技术和安培测量技术，细胞内钙离子浓度的测量及钙库特性，脑切片膜片钳技术，心肌细胞的药理特性和植物细胞的离子通道特性。全自动膜片钳系统技术指标：操作简单，全过程可自动化。黄山细胞生物学电生理膜片钳原理

一种提高膜片钳实验效率的方法与流程：膜片钳技术是一种记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上离子通道分子活动的技术。是用来研究单个离体的活细胞、组织切片或细胞膜片离子流的电生理实验技术。这项技术在可兴奋细胞如神经元、心肌细胞、肌纤维和胰腺细胞的研究中起至关重要的作用，也可用于研究特殊制备的巨型球状体中的细菌离子通道。传统膜片钳技术对实验人员的技术要求非常高，一般地，实验人员需要经过严格的长期的训练，才能准确且快速的操作。全细胞膜片钳模式下有电压钳记录和电流钳记录两种。连云港药理学膜片钳技术原理及步骤膜片钳技术的应用范围：在心血管药理方面的研究。

膜片钳记录的几种形式：内面向外膜片(inside-outpatch)高阻封接形成后，在将微管电极轻轻提起，使其与细胞分离，电极端形成密封小泡，在空气中短暂暴露几秒钟后，小泡破裂再回到溶液中就得到“内面向外”膜片。此时膜片两侧的膜电位由固定电位和电压脉冲控制。浴槽电位是地电位，膜电位等于玻管电位的负值。如放大器的电流监视器输出是非反向的，则输出将与膜电流(Im)的负值相等。外面向外膜片(out-sidepatch)高阻封接形成后，继续以负压抽吸，膜片破裂再将玻管慢慢地从细胞表面垂直地提起，断端游离部分自行融合成脂质双层，此时高阻封接仍然存在。而膜外侧面接触浴槽液。

膜片钳技术的基本原理和方法：膜片钳技术是在电压钳技术基础上发展起来的，电压钳是利用负反馈技术将膜电位在空间和时间上固定于某一测定值，以研究动作电位产生过程中膜的离子通透性与膜电位之间的依从关系。但电压钳只能研究一个细胞上众多通道的综合活动规律，而无法反映单个通道的活动特点，同时通过细胞内微电极引导记录的离子通道电流其背景噪声太大。膜片钳技术的优势是可利用负反馈电子线路，将微电极吸附的1μm2至几个平方微米细胞膜的电位固定在一定水平上，对通过通道的微小离子电流作动态或静态的观察。全自动膜片钳系统技术指标：药物消耗极低。每次更换的外液只需十几微升。

膜片钳实验的细胞膜型：一个完整的细胞膜电学模型包含几个基本组分：膜电容，膜电阻和膜电势。这三个电学组分形成的原因各不相同：1、膜电容（membranecapacitance,Cm）的形成是由于生物膜为磷脂双分子层，对离子和其他水溶性物质均不通透，遂使细胞膜成为了电的不良导体，进而导致细胞外液-磷脂双分子层-细胞内液构成了细胞膜电容。Cm的大小与细胞膜表面积成正比，与磷脂双分层的厚度成反比。膜电容在这里的作用，主要为完成细胞的充放电过程。2、膜电阻（membraneresistance,Rm）的形成是由于细胞膜上的蛋白质通道，也就是离子通道的存在。离子和小的极性分子只有通过通道才能进出细胞膜，因此膜电阻在这里的作用，主要就是控制离子的进出。3、膜电势（membranepotential,Vm）又称膜电位，源自膜内外离子浓度的差异，离子浓度的差异又源于细胞膜对离子的选择透过性。膜电位一般可分为静息电位、动作电位和等级电位（不懂的自己去查，此处不赘述）。膜电位的作用主要是维持神经元的兴奋性，并改变离子通道的状态。膜片钳和电压钳的区别：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。金华细胞生物学脑片膜片钳方案

膜片钳使用的注意事项：干燥季节请先用手触摸金属框架释放身体的静电。黄山细胞生物学电生理膜片钳原理

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。黄山细胞生物学电生理膜片钳原理

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