医学电生理膜片钳应用

膜片钳操作实验：膜片钳放大器是整个实验系统中的中心，它可用来作单通道或全细胞记录，其工作模式可以是电压钳，也可以是电流钳。从原理来说，膜片钳放大器的探头电路即I-V变换器有两种基本结构形式，即电阻反馈式和电容反馈式，前者是一种典型的结构，后者因用反馈电容取代了反馈电阻，降低了噪声，所以特别适合很低噪声的单通道记录。由于供膜片钳实验的专门计算机硬件及相应的软件程序的相继出现，使得膜片钳实验操作简便、效率提高。如与EPC-9型膜片钳放大器（内含ITC-16数据采集/接口卡）配套使用的软件PULSE/PULSEFIT，它既可产生刺激波形，控制数据采集，又可分析数据，同时具有用于膜电容监测的锁相放大器，多种软件功能集成于一体。膜片钳系统有如下应用局限性：细胞有比较强的细胞膜可以禁得起各种人为操作。医学电生理膜片钳应用

膜片钳电生理技术：神经元细胞膜上有离子通道，它们控制电荷流入和流出细胞，从而调节神经元激发。一种用于研究这些通道的生物物理学特性的极为有用的技术被称为膜片钳记录。在这种方法中，神经科学家把抛光的玻璃微吸管置于细胞上通过吸力形成高电阻封接。这个过程分隔了一小"片"包含一种或多种离子通道的膜。通过微吸管中的电极，研究人员可以"钳制"或控制膜的电属性，这对分析通道活动很重要。该电极还能记录跨膜电压的变化，或离子通过膜的流动。常州药理学实用膜片钳网站膜片钳技术用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面，使之形成10~100MΩ的高阻封接。

膜片钳技术的基本原理是通过负反馈使得膜电位与指令电压相等，在电压钳制的条件下记录膜电流。上面是电阻反馈式膜片钳放大器的电路示意图。A1为一极高输入阻抗、极低噪声的场效应管运算放大器，由于A1极高的开环增益使得两个输入端的电压几乎完全相等，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，从而实现电压钳制。Rf为一数值可切换的反馈电阻，分别对应于不同的电流记录范围，其中高值反馈电阻具有极高的电阻和极低的杂散电容，是决定放大器单通道记录性能的基本元件。

膜片钳在通道研究中的重要作用：用膜片钳技术可以直接观察和分辨单离子通道电流及其开闭时程、区分离子通道的离子选择性、同时可发现新的离子通道及亚型，并能在记录单细胞电流和全细胞电流的基础上进一步计算出细胞膜上的通道数和开放概率，还可以用以研究某些胞内或胞外物质对离子通道开闭及通道电流的影响等。同时用于研究细胞信号的跨膜转导和细胞分泌机制。结合分子克隆和定点突变技术，膜片钳技术可用于离子通道分子结构与生物学功能关系的研究。膜片钳使用操作流程及注意事项：凡是在本平台使用仪器的同学必须履行实验室相关要求。

膜片钳技术原理：膜片钳技术的建立，对生物学科学特别是神经科学是一资有重大意义的变革。这是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的（或多个的离子通道分子活动的技术。些技术的出现自然将细胞水平和分子水平的生理学研究联系在一起，同时又将神经科学的不同分野必然地融汇在一起，改变了既往各个分野互不联系、互不渗透，阻碍人们很全认识能力的弊端。由于电极与细胞膜的高阻封接，在电极笼罩下的那片膜事实上与膜的其他部分从电学上隔离，因此，此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管，用一个极为敏感的电流监视器（膜片钳放大器）测量此电流强度，就替代单一离子通道电流。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。杭州药理学膜片钳实验技术

膜片钳系统有如下应用局限性：胞体表面不规整，现有的自动膜片钳系统难以派上用场。医学电生理膜片钳应用

膜片钳技术与其他生物检测技术的结合应用：1.膜片钳与光学显微成像技术结合应用：利用激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜、荧光显微镜等技术可以对细胞进行实时成像研究，将膜片钳技术与光学显微成像技术结合使用不但可以检测细胞的电流变化情况，而且还可以对细胞的电信号传递活动进行成像观察。2.膜片钳与原子力显微镜结合应用：将膜片钳和AFM结合使用的技术可以提高细胞电生理检测的分辨率和灵敏度；而且，在获得细胞电生理信息的同时，还能获取细胞的生物力学性质，从而更很全地研究细胞的生理功能。医学电生理膜片钳应用

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