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膜片钳技术原理简介

时间:2022-07-09     【原创】

      膜片钳(patch clamp)是一种主要用于检测细胞膜离子通道活动的电生理技术,按工作方式可区分为电压钳(voltage clamp)和电流钳是最基本的工作方式,即对细胞膜电位进行人为控制,如将膜电位钳制于某一固定水平,或在此基础上再施以阶跃(step)式或斜坡式(ramp)电压刺激,同时记录跨膜电流,从而分析细胞膜通道的活动。电流钳即人为控制经微电极对细胞进行注射的电流(等于离子通道电流与细胞膜电容电流之和),同时记录膜电位及其变化。若注射电流为零即常用的零位钳流,用于测量细胞膜静息电位,若注射方波脉冲刺激电流,用于诱发、观测动作电位。另外,膜片钳技术还常用于观测细胞膜电容, 从而推测分泌细胞的活动情况。下面主要介绍其电压钳工作方式的基本原理。(注:在电生理资料中,因通常将细胞外液和记录系统的“地”点相连作为参考点即零电位点,所以电位和电压两个概念经常混用。)


      根据膜片钳实验中受检细胞膜的型式(configuration)不同,又可将膜片钳分为全细胞式(whole-cell)、细胞贴附式(cell-attached 或on-cell)、内面朝外式(inside-out)、外面朝外式(outside-out)等四种模式。

(一)全细胞式

1.电压钳制和电流记录的实现

下图为全细胞式膜片钳工作原理示意图。

膜片钳



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