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膜片钳电生理学

著名的 Axon Guide:

电生理学和生物物理实验室技术指南

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膜片钳电生理学

膜片钳技术是一种用于了解离子通道行为的通用型电生理学工具。每个细胞都表达离子通道,但通过膜片钳技术进行研究的最常见细胞包括神经细胞、肌纤维、心肌细胞和高表达单一离子通道的卵母细胞。

为了评估单个离子通道的传导性,微电极与细胞膜会形成高电阻封接,并移除包含目标离子通道的细胞膜片。或者,当微电极密封至细胞膜上时,此细胞膜片会破裂,从而使电极能够与整个细胞进行电学上的连通。之后施加电压,形成电压钳,并测量膜电流。电流钳也可用于测量细胞膜内外电压(称为膜电位)的变化。可以通过添加化合物阻断或激活通道来改变细胞膜内的电压或电流变化。这些技术使研究人员能够了解离子通道在正常和疾病状态下如何表现,以及不同的药物、离子或其他分析物如何改变这些状态。

使用 Axon Instruments 的膜片钳工作流程

Axon Instruments® 系列产品(包括放大器、数模转换器、软件和核心组件)为膜片钳实验研究提供全面的解决方案。从最小的单通道到最大的宏观记录,我们一流的仪器都有助于进行全系列的膜片钳技术实验。加用 Axon pCLAMP 11 软件套装可创建一个简化工作流程,从而进行复杂高效的实验,以及生成更高质量的数据。了解更多有关电生理学实验室设置的信息 >

 

膜片钳电生理学

 

  1. 制备溶液 – 制备电极内液和外液;调整渗透压和 pH 值。

  2. 准备细胞或脑片 – 准备培养细胞、分离神经元、脑片或整体动物。

  3. 拉制玻璃微电极 – 准备记录电极。拉制玻璃毛细管并抛光电极尖端。

  4. 设置灌注系统 – 设置灌注系统和数据采集软件。确保系统处于屏蔽状态。

  5. 钳制细胞 – 使用操作器控制电极接触细胞膜。确保已形成高阻电密封。

  6. 信号采集和放大 – 放大信号。为了获取最佳结果,请确保您使用正确类型的放大器进行研究。

  7. 信号数字化 – 随后对模拟信号进行数字化,以便对信号进行分析。

  8. 数据采集和分析 – 使用 pCLAMP 11 软件套装,可编程更长和更复杂的实验步骤,以实现更快的数据分析和精确测定。

 

膜片钳电生理学基础知识的快速链接:

了解更多有关膜片钳技术的信息,从单通道到全细胞再到胞外场电位记录。

  • 动作电位

    什么是动作电位

     动作电位是电压或膜电位在有特定模式的整个细胞膜中快速升高并随后降低。我们以神经元和肌细胞来举例,它们就是通过动作电位传递信号的。

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    细胞通路分析

     细胞通路分析

    许多细胞通路都涉及离子通道,了解离子通道响应膜电位变化的功能或是否存在其他分子,对于了解离子通道究竟如何参与正常和异常生理过程而言十分重要,这些过程包括细胞分化与迁移、疾病状态、以及神经元通信等。

  • cSEVC

    什么是连续单电极电压钳 (cSEVC)?

    什么是连续单电极电压钳 (cSEVC)?它是一种电生理膜片钳法,可使膜电压通过细胞并测定电压递升时电流的变化。

    了解更多  

    电流钳放大器

    电流钳放大器

    电流钳是一种用于测量因电流注入而产生的膜电位(电压)的方法。为了测量膜电位,MultiClamp 700B 和 Axoclamp 900A 均监测沿串联电阻器进行的电流注入所引起的电压下降。电流钳通常用于将模拟但逼真的电流波形注入细胞,并监测膜效应。该技术非常适用于评估动作电位等重要细胞活动。

  • 数字采集

    膜片钳电生理学数字采集

    放大器采集的电流或电压信号是一种模拟信号,但为了执行高分辨率膜片钳测量所需的数据分析,必须将模拟信号转化为数字信号。将数模转换器置于放大器和计算机之间,可完成这一重要工作。信号质量极其重要,并且受采样频率影响。最新一代的 Digidata 数模转换器能在 500kHz 下进行采样,且可配备能消除 50/60Hz 线频噪音的 HumSilencer。

    疾病研究

    疾病研究中所用到的离子通道

    离子通道在许多疾病中发挥作用,包括高血压;心律失常;胃肠、免疫和神经肌肉疾病、病理痛和癌症。通过了解离子通道在某种特定疾病中的确切作用,研究人员也许能够找出一种影响离子通道以改变疾病病程的方式。

  • dSEVC

    什么是不连续单电极电压钳 (dSEVC)?

     在不连续单电极电压钳 (dSEVC) 中,电压记录任务和电流通过任务被指定至相同的微电极。

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    电生理学

    电生理学:膜片钳

    电生理学是研究通过某细胞膜的电流或电压变化的研究领域。电生理学技术广泛应用于各种神经系统科学和生理学应用中,从了解某细胞膜中的单个离子通道行为到某细胞中膜电位的全细胞变化,再到体外脑片或体内大脑区域内场电位的较大范围变化。

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  • 离子通道

    离子通道

    离子通道是一组跨越细胞脂质双层并形成孔道的蛋白质。每个通道仅对特定离子具有通透性(例如:钾、钠、钙、氯)。通过使用超灵敏放大器、高质量数据采集系统以及用于评估结果的强大软件进行直接实时测定,以使用膜片钳评估与离子通道活动有关的膜中的电流或电压。

    膜片钳

    膜片钳电生理学技术

    膜片钳技术涉及与细胞膜形成牢固千兆欧姆 (GΩ) 封接的玻璃微电极。玻璃微电极中含有一根浸入电解溶液中的导线,用于传导离子。全细胞技术涉及通过温和抽吸来破坏膜片以提供低阻电信号接入,从而控制跨膜电压。或者,研究者可将膜片与细胞分离并利用膜内向外或膜外向外膜片钳技术来评估通过单通道的电流。

  • 串联电阻补偿

    使用全细胞记录方法进行串联电阻补偿

    串联电阻是使用全细胞记录方法测得的放大器和细胞内部之间所有电阻的和。根据欧姆定律,该电阻越大,命令电压和测量值之间的差值就越大。这使得实际电压或电流测量值出现误差,可能会导致观察结果不准确。为了克服这个缺点,Molecular Devices 放大器利用内置电路来补偿因串联电阻下的电压或电流下降引起的误差,以增加记录带宽。

    单通道记录

    膜片钳单通道记录技术

    膜片钳技术涉及与细胞膜形成牢固千兆欧姆封接的玻璃微电极。玻璃微电极中含有一根浸入电解溶液中的导线,用于传导离子。要测定单离子通道,则在形成千兆欧姆封接后将膜的“膜片”与细胞分离。如果单个离子通道被包含在膜片内,则可测量电流。Axopatch 200B 具备极低噪音特性,非常适用于此应用,可大幅度增强传导性极小的离子通道的信号。

  • Axon 指南

    Axon 指南

    电生理学和生物物理实验室技术指南。该指南的目的是为电生理学家提供信息和数据资源。它涵盖了广泛的主题,范围从生物电的生物学基础和基本实验室设置的描述到噪音和数据分析机制的讨论。

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    电压钳放大器

    电压钳放大器

    在一项使用电压钳方法的实验中,研究者控制细胞内的膜电压,并测量为了保持该电压而需要的跨膜电流。该电压控制称为命令电压。为了保持该命令电压,必须向放大器注入电流。注入的电流将与通过开放离子通道流出的电流相等,但方向相反,从而使放大器能够测量流过开放膜结合离子通道的电流总量。

  • 全细胞记录

    全细胞记录膜片钳技术

    全细胞膜片钳技术涉及与细胞膜形成牢固千兆欧 (GΩ) 封接的玻璃微电极。该微电极含有一根浸入电解溶液中的导线,用于传导离子。随后通过温和抽吸来破坏膜片,以便玻璃微电极提供通向全细胞的低电阻通路,从而让研究者能够控制跨膜电压,并让研究者能够评估通过膜结合离子通道的电流总量。

电生理学的资源

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