神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像研究方案

膜片鉗芯片技術(shù)是繼細胞芯片之后的又一種嶄新的分析細胞電生理參數(shù)的芯片技術(shù).由于該芯片除了具有傳統(tǒng)膜片鉗的高分辨和高準確性特點外,還具有高通量、自動化以及細胞多通道參數(shù)和細胞網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在線和實時檢測等優(yōu)點.因此,該芯片技術(shù)將很大促進細胞離子通道、細胞網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)以及藥物篩選的研究和應(yīng)用.文中具體介紹了膜片鉗芯片技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用,結(jié)合作者的研究工作,著重介紹了膜片鉗芯片技術(shù)在味覺細胞研究的比較新進展。膜片鉗技術(shù)是用于紀錄全細胞或個別細胞膜上離子信道電生理特性的研究方法膜片鉗使用的注意事項：非必須用到汞燈時請不要打開汞燈電源，打開后至少需1個小時才可關(guān)閉。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像研究方案

膜片鉗使用的基本方法是，把經(jīng)過加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進器的操縱下，與清潔處理過的細胞膜形成高阻抗封接，導(dǎo)致電極內(nèi)膜片與電極外的膜在電學(xué)上和化學(xué)上隔離起來，由于電性能隔離與微電極的相對低電阻（1～5MΩ），只要對微電極施以電壓就能對膜片進行鉗制，從微電極引出的微小離子電流通過高分辨、低噪聲、高保真的電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器輸送至電子計算機進行分析處理。膜片鉗技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵是建立高阻抗封接，并能通過特定的記錄儀器反映這些變化，因而，膜片鉗實驗室除了一般電生理實驗所需的儀器外，還特需防震工作臺、屏蔽罩、膜片鉗放大器、三維液壓操縱器、倒置顯微鏡、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)等。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像研究方案膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：通過改變內(nèi)部介質(zhì),如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物。

膜片鉗技術(shù)原理：膜片鉗技術(shù)的建立，對生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細胞膜單一的（或多個的離子通道分子活動的技術(shù)。些技術(shù)的出現(xiàn)自然將細胞水平和分子水平的生理學(xué)研究聯(lián)系在一起，同時又將神經(jīng)科學(xué)的不同分野必然地融匯在一起，改變了既往各個分野互不聯(lián)系、互不滲透，阻礙人們很全認識能力的弊端。由于電極與細胞膜的高阻封接，在電極籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離，因此，此片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進玻璃吸管，用一個極為敏感的電流監(jiān)視器（膜片鉗放大器）測量此電流強度，就替代單一離子通道電流。

膜片鉗技術(shù)在通道研究中的重要作用：應(yīng)用膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程、區(qū)分離子通道的離子選擇性、同時可發(fā)現(xiàn)新的離子通道及亞型，并能在記錄單細胞電流和全細胞電流的基礎(chǔ)上進一步計算出細胞膜上的通道數(shù)和開放概率，還可以用以研究某些胞內(nèi)或胞外物質(zhì)對離子通道開閉及通道電流的影響等。同時用于研究細胞信號的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)和細胞分泌機制。結(jié)合分子克隆和定點突變技術(shù)，膜片鉗技術(shù)可用于離子通道分子結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能關(guān)系的研究。膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性：大部分是工具細胞如化細胞。

膜片鉗系統(tǒng)有如下應(yīng)用局限性(1)光能應(yīng)用于懸浮細胞的紀錄，因此大部分的紀錄對象為化細胞，而對于需要貼壁生長的大多數(shù)正常細胞，現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)就無法紀錄；(2)在紀錄對象上，目前的膜片鉗系統(tǒng)只能紀錄胞膜形狀平整飽滿的細胞，大部分是工具細胞如化細胞，此類細胞有比較強的細胞膜可以禁得起各種人為操作，而許多具有研究價值的細胞(例如元代培養(yǎng)的神經(jīng)元)胞膜較弱容易破裂，且胞體表面不規(guī)整，現(xiàn)有的自動膜片鉗系統(tǒng)難以派上用場。因此，迫切需要一種新型的全自動膜片鉗電生理紀錄系統(tǒng)來解決以上問題。膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理：全細胞式膜片方式使細胞內(nèi)與浴槽之間的漏流極少。莆田藥理學(xué)膜片鉗實驗研究方案

在大多數(shù)膜片鉗實驗，要求所有實驗儀器及設(shè)備均具有良好的機械穩(wěn)定性。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像研究方案

膜片鉗技術(shù)是通過微玻管電極（膜片電極或膜片吸管）接觸細胞膜，用千兆歐姆以上的阻抗使之封接，在電學(xué)上分隔和電極尖開口處相接的細胞膜的小區(qū)域（膜片）以及其周圍，在此基礎(chǔ)上固定點位，對這膜片上的離子通道的離子電流（pA級）進行監(jiān)測記錄的方法。測量回路的中心部分是使用場效應(yīng)管運算放大器構(gòu)成的I-V轉(zhuǎn)換器。當(dāng)場效應(yīng)管運算放大器的正負輸入端子是等電位，向正輸入端子施加指令電位時，因為短路負端子以及膜片都可等電位地達到鉗制的作用，字膜片微電極與默片之間形成10GΩ以上封接時，其間達到Z小的分流電流。神經(jīng)生物學(xué)膜片鉗成像研究方案