膜片钳记录系统简介:膜片钳技术是细胞电生理方面的高端技术,是研究细胞膜离子通道的重要工具。目前细胞膜离子通道的研究已经应用到了药物作用、环境对细胞膜离子通道的影响、神经网络研究以及疾病的诊断和治疗等多个领域。膜片钳技术是神经科学、心血管、药物学和药效学、功能基因组学和许多遗传病深入研究的有力手段。
主要设备:PC-2B放大器、AXON200B放大器、正置显微镜、倒置显微镜、NIR-DIC成像系统、水镜头、微操纵器、微电极拉制仪、抛光仪、振动切片机等。
仪器功能及应用范围:单细胞膜片钳记录(急性分离细胞、培养细胞)、脑片膜片钳记录(盲法、可视法)
脑片膜片钳实验流程(PC-2
一、脑片制作
1. 配制新鲜蔗糖溶液(4°C)和NaCl孵育液(室温,20~25°C)各1L。
2. 用丙酮浸泡刀片30 min。
3. 麻醉动物:爪蟾—MS-222,大鼠—乌拉坦。
4. 解剖动物,取脑组织。
5. 切片:根据不同的动物和组织选择不同的方案。
方案一:低熔点琼脂包埋组织后进行切片。
方案二:普通琼脂作托进行切片。
6. 处理脑片:蔗糖溶液中40~60min(4°C或32°C)。
7. 孵育脑片:NaCl溶液中放置0.5~1h(室温)后可进行膜片钳实验。
注:脑片制作过程需全程通入95%O2+5%CO2混合气。
二、全细胞膜片钳记录
(一)盲法
1. 将脑片置于灌流槽内,用银丝压牢,并确保灌流系统通畅、稳定。
2. 双手接触屏蔽罩以释放操作者身体静电。
3. 打开放大器POWER→ON,记录模式选择SEARCH档。
4. 打开IBBpatch-clamp软件,点击 按钮,监测电流及电阻变化。
5. 系统holding选择 -50~ -80mV。
6. 安装玻璃微电极。
7. 用注射器给电极内施加适度正压。
8. 降低电极入水,并接近脑片。
9. 封接:用微操纵器推动电极接触脑片,并逐渐向脑片深处推进,当电阻突然增大,电流降低1/3以上时,释放注射器内正压,缓慢抽吸,逐渐形成千兆欧姆封接(gigohm)。
10. 破膜:轻拉注射器,突然出现大的电容电流,表明已破膜,Whole-cell 模式形成。
11. 迅速点击 按钮,记录模式选择VC档。
12. 点击 按钮,可观察电流变化,但是不记录、不保存。点击 按钮,可观察并保存电流变化。
(二)可视法
基本步骤同盲法,不同的是需要在步骤8之前打开监视器的DVCView软件,在水镜头下找到目的细胞后再将电极入水,逐渐接近脑片直至到达该细胞,在可视的情况下完成后续步骤。
单细胞膜片钳实验流程(AXON200
一、单细胞急性分离
一般过程为:解剖→切片→孵育→消化→洗酶→吹打→细胞贴壁。
以急性分离大鼠海马神经元为例叙述如下:
1. 配制人工脑脊液(ACSF) 250ml。
2. 解剖:断头取脑,在冰冷(0~4°C)ACSF中取出海马。
3. 切片:将海马沿矢状位切成400~600μm厚的脑片。
4. 孵育:脑片在ACSF中室温下孵育50min。
5. 消化:将孵育后的脑片移入酶消化液中,32°C消化25min。
6. 洗酶:用ACSF洗脑片3次。
7. 吹打:依次用口径递减的三个吸管轻轻吹打脑片,制成单细胞悬液。
8. 贴壁:将单细胞悬液竖直静置5min,吸取上方细胞悬液加到培养皿中,约30min后细胞贴壁,即可进行膜片钳实验。
注:细胞急性分离过程需全程通入95%O2+5%CO2混合气。
二、全细胞膜片钳记录:
单细胞膜片钳实验需要在倒置显微镜下进行,其步骤与脑片膜片钳记录过程基本相同。由于可直接看到细胞,故可以将微电极直接接近并接触目的细胞,完成封接、破膜等一系列过程。软件设置和放大器操作不同之处主要有以下几点:
1. 按下放大器POWER,记录模式选择Vm档
2. 进入记录软件:开机后按F8键进入MS-DOS系统→ 输入“cd pclamp6”命令 → 输入“clampex / fetchex”进入记录界面。
3. File选择预先设定好的刺激参数。
4. Trial → TestSeal 监测电流变化,进行封接和破膜,形成全细胞模式。
5. 记录模式选择VTRACK档
6. Trial → View 观察电流变化,但是不记录、不保存。
7. Trial → Record可观察并保存电流变化。
拉制仪操作流程
采用两步法拉制玻璃微电极:
1. 打开电源POWER(-),预热10min。
2. 调节拉制参数。
第1步拉制参数:将左侧旋钮旋置NO.1 HEATER,再旋转右侧第一个旋钮NO.1 HEATER ADJ,调到所需参数。
第2步拉制参数:将左侧旋钮旋置NO.2 HEATER,再旋转右侧第二个旋钮NO.2 HEATER ADJ,调到所需参数。
注:调节参数过程的动作要迅速,持续时间不宜过长。
3. 将左侧旋钮置于STEP2位置。
4. 安装电极,将加热丝旋到上方,按START,完成第一步拉制。
5. 将加热丝旋下,待加热丝完全变暗后,按START,完成第二步拉制。
6. 关闭电源POWER(○)。
(责任编辑:泉水) |