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。为了测量在不同药物对细胞中的离子通道的影响,通常需要在膜片钳实验中实施灌流。厦门神经生物学实用膜片钳设计公司
膜片钳记录的几种形式: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。厦门神经生物学实用膜片钳设计公司在大多数膜片钳实验,要求所有实验仪器及设备均具有良好的机械稳定性。
膜片钳只适用于药物的初筛和二次筛选,且对样本有很高的选择性,而传统的膜片钳技术可适用于各种样本,应用范围广,能够分析检测所有的离子通道类型,同时能够分析离子通道的动力学特征。因此目前,传统膜片钳技术仍然是不可替代的。在进行膜片钳实验时,玻璃电极给负压并吸住细胞,形成高阻封接,破膜,给药,记录数据的过程,都需要细胞保持比较好的活性状态,才能更加高效的获得有效数据。因此细胞的稳定性就成了评估样品好坏的关键。
膜片钳技术基本原理与特点:此密封不光电学上近乎绝缘,在机械上也是较牢固的。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,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。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。膜片钳使用操作流程及注意事项:在仪器使用以前及使用之后按按照使用时长做好登记工作。
industryTemplate膜片钳使用的注意事项:非必须用到汞灯时请不要打开汞灯电源,打开后至少需1个小时才可关闭。厦门神经生物学实用膜片钳设计公司
全细胞膜片钳模式下有电压钳记录和电流钳记录两种。厦门神经生物学实用膜片钳设计公司
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。厦门神经生物学实用膜片钳设计公司