南京医学电生理膜片钳原理

膜片钳电生理技术的基本原理：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，被孤立的小膜片面积为微米数量级，因此封接范围内细胞膜只有少数离子通道。然后对该膜片实行电压钳位，测量单个离子通道开放产生的微小电流，这种通道的开放是一种随机过程。通过观测单个通道开放的电流幅值分布、开放概率、开放寿命分布等功能参数，并分析它们与膜电位、离子浓度等之间的关系。将该部分细胞采用负压吸破，可以形成较常见的全细胞记录模式，可以研究整个细胞的生理功能和离子通道电生理功能。更进一步，还可以把吸管吸附放膜片从细胞膜上分离出来，以膜的外侧向外或膜的内侧向外等方式进行实验研究。这种技术对膜内外溶液成分及施加药物操作都很方便。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。南京医学电生理膜片钳原理

膜片钳技术被称为研究离子通道的“金标准”。是研究离子通道的较重要的技术。目前膜片钳技术已从常规膜片钳技术（Conventionalpatchclamptechnique）发展到全自动膜片钳技术（Automatedpatchclamptechnique）。传统膜片钳技术每次只能记录一个细胞（或一对细胞），对实验人员来说是一项耗时耗力的工作，它不适合在药物开发初期和中期进行大量化合物的筛选，也不适合需要记录大量细胞的基础实验研究。全自动膜片钳技术的出现在很大程度上解决了这些问题，它不只通量高，一次能记录几个甚至几十个细胞，而且从找细胞、形成封接、破膜等整个实验操作实现了自动化，免除了这些操作的复杂与困难。这两个优点使得膜片钳技术的工作效率很大程度提高了！签于全自动膜片钳技术的这些优点，目前已经普遍的用于药物筛选。南京医学脑定位膜片钳应用膜片钳使用的注意事项：打雷天气必须禁止膜片钳实验。

电压钳与膜片钳有什么区别？电压钳技术是通过向细胞内注射一定的电流，抵消离子通道开放时所产生的离子流，从而将细胞膜电位固定在某一数值。由于注射电流的大小与离子流的大小相等、方向相反，因此它可以反映离子流的大小和方向。膜片钳技术钳制的是膜片，是指采用尖锐端经过处理的微电极与细胞膜发生紧密接触，使尖锐端下的这片细胞膜在电学上与其它细胞膜分离，这很大程度降低了背景噪声，使单通道微弱的电流得以分辨出来。采用电压钳技术将这片膜的电位钳制在某一数值，可记录到单通道电流。从这点上看，膜片钳技术是特殊的电压钳技术。随着膜片钳技术的发展，它已经不只只局限于膜片的概念，也不只只采用电压钳技术，还常采用电流钳技术。

膜片钳操作实验：标本制备根据研究目的的不同，可采用不同的细胞组织，如心肌细胞、平滑肌细胞、细胞等，现在几乎可对各种细胞进行膜片钳的研究。对所采用的细胞，必须满足实验要求，一般多采用酶解分离法，也可采用细胞培养法；另外，由于与分子生物学技术的结合，现在也运用分子克隆技术表达不同的离子通道，如利用非洲爪蟾卵母细胞表达外源性基因等。电极在实验前要灌注电极液，由于电极较细，因此在充灌前，电极内液要用0.2 μm的滤膜进行过滤。一般电极充灌可分灌尖(tipfilling)和后充两步灌尖时将电极浸入内液中5s即可。膜片钳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。

膜片钳记录的几种形式：细胞吸附膜片(cell-attached patch)　将两次拉制后经加热抛光的微管电极置于清洁的细胞膜表面上，形成高阻封接，在细胞膜表面隔离出一小片膜，既而通过微管电极对膜片进行电压钳制，高分辨测量膜电流，称为细胞贴附膜片。由于不破坏细胞的完整性，这种方式又称为细胞膜上的膜片记录。此时跨膜电位由玻管固定电位和细胞电位决定。因此，为测定膜片两侧的电位，需测定细胞膜电位并从该电位减去玻管电位。从膜片的通道活动看，这种形式的膜片是极稳定的，因细胞骨架及有关代谢过程是完整的，所受的干扰小。膜片钳的应用：对单细胞形态与功能关系的研究。南京医学脑定位膜片钳应用

膜片钳是一种能够直接观察单一的离子通道蛋白质分子对相应离子通透难易程度等特性的一种实验技术。南京医学电生理膜片钳原理

膜片钳的应用：对单细胞形态与功能关系的研究：将膜片钳技术与单细胞逆转录多聚酶链是反应技术结合，在全细胞膜片钳记录下，将单细胞内容物或整个细胞（包括细胞膜）吸入电极中，将细胞内存在的各种mRNA全部快速逆转录成cDNA，再经常规PCR扩增及待检的特异mRNA的检测，借此可对形态相似而电活动不同的结果做出分子水平的解释或为单细胞逆转录多聚酶链式反应提供标本，为同一结构中形态非常相似但功能不同的事实提供分子水平的解释。南京医学电生理膜片钳原理

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