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单细胞膜片钳记录分析系统

单细胞膜片钳记录分析系统是以单个细胞(培养或急性分离的)为实验材料,研究其细胞膜上离子通道的电流的变化规律。一套完整的单细胞记录系统主要包括:
1  膜片钳放大器系统:
为膜片钳记录系统的核心,其特殊的电路设计能保障对微小通道电流的精确记录。随着技术的发展,膜片钳放大器的自动化程度越来越高,适合于各种各样的膜片钳乃至其他电生理实验的记录。系统包括:
膜片钳放大器(Amplifier):美国MDS(Axon)公司提供系列的膜片钳放大器系统:MultiClamp 700B、Axopatch 200B。
数模转换器(digitizer):用于对模拟信号和数码信号进行转换。目前的数模/模数转换器多为16位高分辨率、多通道采集。美国Axon(MDS)公司的Digidata 1440A。
记录和分析软件(Software):用于采集并分析通道信号。美国Axon(MDS)公司的pClamp10集采集、分析、统计和作图等功能于一身,是经典的膜片钳采样分析软件包。

2  微操纵器:
微操纵器主要是操作放大器的电极,调节记录微电极的位置使之与细胞形成封接,或调节给药电极或注射电极的位置,用于给细胞施加药物或向细胞内注射物质。目前常见的生产厂家有美国Sutter公司、Burleigh公司、SD公司等,如美国Sutter公司的电动微操纵器MP-285、MPC-385、MP-225等。
    微操器通常是国定在显微镜扩展平台上。

3 微电极拉制仪:
用于制备玻璃微电极。常见的有两种:一种为垂直型微电极拉制仪,利用金属丝(钨丝或铂丝)通过大电流将玻璃电极加热到熔点,通过重力拉断,通常采用两步法拉电极。常见的有美国Sutter公司的P-30 垂直微电极拉制仪。另一种是水平程控微电极拉制仪,采用微电脑控制,可设定拉力大小、拉制的时间、拉制的方式等参数。单步或多步拉制,拉制的电极形状多种多样,适合于所有电生理实验。加热装置用铂片、钨钛合金、镍镉合金或激光,激光可拉制石英电极。常见的有美国Sutter公司的P-97 水平程控微电极拉制仪

4微电极抛光仪:
    微电极拉制仪拉出的电极,电极的尖端往往不是很光滑。为了能与细胞膜间形成稳定可靠的封接,一般拉制出的微电极需要进行抛光处理(全细胞记录有时可不需要抛光),此时需要使用抛光仪。在单通道实验中还需要在微电极尖端涂上疏水硅胶树脂(Sylgard)以减小跨壁电容(Transmural capacitance)带来的噪声。常见的有日本Narishige公司的MF-830型、美国WPI公司的MF200。
 
5 给药系统:
研究离子通道时,观察药物的作用是基本的实验方法,依据实验目的和实验材料的不同,选用合适的给药系统是非常重要的。常见的厂家有美国ALA公司、Warner公司、WPI公司,法国Bio-logic公司。如美国ALA公司的BPS-4/8PG型4/8道手动灌流系统、DAD-8/16VCP系列程控灌流系统,法国Bio-logic公司RSC-200快速给药系统。


6 细胞恒温记录槽系统:
在膜片钳实验中,常常需要将细胞或脑片/组织片保持在一个相对恒温系统中,以保持标本活性。该系统包含细胞记录槽和温度控制仪两方面。细胞(脑片/组织片)记录槽是放置标本的浴槽,根据标本以及实验目的不同,其型号也各异,容量大小与设计也不同。,恒温控制仪是控制细胞槽,使其保持一个恒定的温度。常见的有美国Warner公司的和RC系列细胞记录槽和 TC-324B、TC344B我温度控制仪。以及美国Dagan公司的PID-10、HCC-100A等。

7 蠕动泵:
用于将液体灌流给标本,维持标本的营养,保证其活性。通常跟细胞恒温槽系统连接在一起。其种类繁多,国产进口均有。国产的如河北兰格公司LEAD-1型,国外的如美国WPI公司的Peri-Star型蠕动泵。

8 防震台与屏蔽网:
在膜片钳实验中,细胞膜和记录电极尖端封接后, 震动极易使封接断开,从而导致实验失败。所以,整个实验使用防震台来减小震动显得非常重要。同时,静电屏蔽网是防止杂电场(如日光灯,电脑等)对膜片钳放大器探头电路产生干扰的重要手段。常见国外厂家有美国TMC公司,国内的有多家加工生产。常用的美国TMC公司的TMC63544型是一台性能优良的防震台,适用于膜片钳、细胞注射、光学、激光共聚焦显微镜等各种需要防震的实验中。

9 倒置显微镜:
目前我国市场上膜片钳实验常用的显微镜来自日本的Olympus和Nikon两大品牌,少数来自德国Leica与Zeiss公司。日本Olympus IX51/71/81是适合于进行单细胞膜片钳实验的类型。

10 监视系统:
    该系统是有摄像头和监视器两部分组成,其主要目的是为了观看细胞和电极。以减轻操作者的长时间观看显微镜而带来的疲劳和实验教学 。
 
11 计算机:
用于采集、储存与分析数据。目前市售的品牌电脑均可。 
 
12  其它仪器:
    根据实验目的不同,需选用一些仪器,如电刺激器和隔离器,特殊的给药系统,渗透压仪,一些常用的耗材和放置仪器的仪器架。

 

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