上海神经生物学膜片钳电生理技术原理及步骤

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。上海神经生物学膜片钳电生理技术原理及步骤

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。杭州全自动膜片钳技术技术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。

膜片钳技术是通过微玻管电极（膜片电极或膜片吸管）接触细胞膜，用千兆欧姆以上的阻抗使之封接，在电学上分隔和电极尖开口处相接的细胞膜的小区域（膜片）以及其周围，在此基础上固定点位，对这膜片上的离子通道的离子电流（pA级）进行监测记录的方法。测量回路的中心部分是使用场效应管运算放大器构成的I-V转换器。当场效应管运算放大器的正负输入端子是等电位，向正输入端子施加指令电位时，因为短路负端子以及膜片都可等电位地达到钳制的作用，字膜片微电极与默片之间形成10GΩ以上封接时，其间达到Z小的分流电流。

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。膜片钳技术是电生理记录的常用手段，目前在科学研究中使用普遍。

膜片钳的数据如何处理：穿孔膜片(perforated patch)是为克服常规全细胞模式的胞质渗漏问题,有学者将与离子亲和的制霉菌素或二性霉素b经微电极灌流到含有类甾醇的细胞膜上,形成只允许一价离子通过的孔,用此法在膜片上做很多导电性孔道,借此对全细胞膜电流进行记录。由于此模式的胞质渗漏极为缓慢,局部串联阻抗较常规全细胞模式高,所以钳制速度很慢,也称为缓慢全细胞模式。它适合于小细胞的电压钳位,对于直径大于30μm的细胞很难实现钳位。不足之处是由于电极与细胞间交换快,细胞内环境很容易破坏,因此记录所用的电极液应与胞浆主要成分相同,如高k+,低na+和ca2+及一定的缓冲成分和能量代谢所需的物质。膜片破裂再将玻管慢慢地从细胞表面垂直地提起，断端游离部分自行融合成脂质双层。杭州全自动膜片钳技术技术

膜片钳系统有如下应用局限性：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。上海神经生物学膜片钳电生理技术原理及步骤

膜片钳使用操作流程及注意事项：1.实验结束后必须关闭实验室的水电，检查实验室门窗。2.凡是在本平台使用仪器的同学必须履行实验室相关要求，完成值日等相关工作（值日生按照实验室统一所发值日生要求履职）。3.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。4.拉制仪提前预热（至少30min）。且用完及时关闭。电热加热线温度很高，在使用时注意避免烫伤。4.电脑里面的软件不得随意删改，不得在本机电脑下载别的软件，拷数据时需用实验室配置的U盘。5.禁止私拉电线，如有实验要求可与老师及时沟通。上海神经生物学膜片钳电生理技术原理及步骤