莆田药理学实用膜片钳技术

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。膜片钳技术是用于纪录全细胞或个别细胞膜上离子信道电生理特性的研究方法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。莆田药理学实用膜片钳技术

膜片钳技术基本原理与特点：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。影响电流记录分辨率的背景噪声除了来自于膜片钳放大器本身外，比较主要还是信号源的热噪声。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。绍兴细胞生物学膜片钳全细胞记录膜片钳的应用：在心血管药理研究中的应用。

膜片钳系统有如下应用局限性(1)光能应用于悬浮细胞的纪录，因此大部分的纪录对象为化细胞，而对于需要贴壁生长的大多数正常细胞，现有的自动膜片钳系统就无法纪录；(2)在纪录对象上，目前的膜片钳系统只能纪录胞膜形状平整饱满的细胞，大部分是工具细胞如化细胞，此类细胞有比较强的细胞膜可以禁得起各种人为操作，而许多具有研究价值的细胞(例如元代培养的神经元)胞膜较弱容易破裂，且胞体表面不规整，现有的自动膜片钳系统难以派上用场。

膜片钳电生理技术的记录方式：全细胞记录法，膜穿孔记录法（perforatedpatchclamp），巨膜片钳记录法（giantmembranepatchclamp），松散封接记录法（loosepatchclamp）等技术应用：1.为了更换电极内液和从电极内施加药物，发展了微电极内灌技术（micropipetteperfusiontechnique）2.在研究细胞间的缝隙连接（gapjunction）通路时，发展了双膜片钳记录法（doublepatchrecording）3.将富含神经递质受体的游离膜片钳靠近突触部位，可检测递质释放和突触活动，这一技术称为膜片钳探针技术（detector-patchtechnique）4.将特异的膜片探针插入卵母细胞，可检测细胞内第二信使含量，此为膜片填塞技术（patchcrammingtechnique）5.为研究细胞的胞吞与胞吐机制，发展了膜电容测定法（membranecapacitancemeasurement）。膜片钳的应用：与药物作用有关的心肌离子通道。

膜片钳的数据如何处理：1）细胞吸附式膜片(cell attached patch)是膜片钳的基本方式,其它方式由此衍生。这种膜片形式比较稳定因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,故对细胞结构和环境干扰比较小。但这种膜片形式易在电极形成囊泡,从而细胞骨架可能有所变化。另外这种膜片不能控制细胞内成分。且任何影响膜电位的处理均可影响其电位水平。2）内面向外式膜片( inside outpatch)细胞内外和电极内的溶液均可调控,既能较容易地改变细胞内的离子或物质浓度,又能把酶等直接加于膜的内侧面,适宜研究胞内物质对通道活动的影响。全自动膜片钳系统技术指标：极大的减少了噪声源，记录数据的电噪音很低。合肥医学膜片钳成像技术

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。莆田药理学实用膜片钳技术

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。莆田药理学实用膜片钳技术

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