PDF《膜片钳吉欧封接的电极内微压力控制系统》

收稿日期 : 2004202225.

作者简介 : 陈思喜(19752) ,男 ,硕士研究生 ;

武汉 ,华中科技大学生命科学与技术学院 (430074) . E 2mail : sixichen2mail @163. com 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (30327001) . 膜片钳吉欧封接的电极内微压力控制系统 陈思喜 瞿安连 (华中科技大学 生命科学与技术学院 , 湖北 武汉 430074) 摘要 : 介绍了一种膜片钳实验用的电极内气动微压力控制系统 ,使用该系统在膜片钳实验中对大鼠胰腺β细 胞进行封接实验 ,给电极内施加 0.

5 kPa 正压入液时 ,电极电阻平均为 5.

04 M Ω;

贴附细胞膜表面后电极电阻 均值为 5.

44 M Ω;

将电极内压力从正压转变为 - 3.

5 kPa 左右负压 ,并将微玻璃电极内电位设为 -

40 mV 到-90 mV之间 ,结果显示平均封接电阻达到 2.

98 G Ω. 将此结果和人工封接结果进行对比 ,两者没有显著性差 异. 关键词:吉欧封接 ;

膜片钳 ;

气动微压力控制系统 ;

PI 控制 中图分类号 : Q337 文献标识码 : A 文章编号 : 167124512(2004)

1020060203 An in2pipette micropressure control system of Giga2Ohm seal in patch clamp Chen Sixi Qu A nlian Abstract : Giga2Ohm seal cases on rat pancreaticβcells in patch clamp experiments were obtained in this micropressure control system. The positive pressure of 0.

5 kPa was introduced to the pipette as it was im2 merged in buffer. The average pipette resistance was 5.

04 M Ω and it increased to 5.

44 M Ω after the cell membrane attached. The pressure of the pipette was changed from a positive pressure to a negative pressure (about - 3.

5 kPa) . Hyperpolarizing the pipette from -

40 mV to -

90 mV helped to obtain or speed the seal formation. The result showed that the average seal2resistance was 2. 98Ω and artificial Giga2Ohm seal case were undertaken as the control. In comparison with the results of pneumatic micropressure control sys2 tem , there is no significant difference. Key words : Giga2Ohm seal ;

patch clamp ;

pneumatic micropressure control system ;

PI control Chen Sixi Postgraduate ;

College of Life Sci. &

Tech. , Huazhong Univ. of Sci. and Tech. , Wuhan

430074 , China. 在膜片钳实验中 ,吉欧封接的形成是至关重 要的步骤之一 ,一般需要通过控制电极内压力来 实现整个封接过程[1 ] . 其过程主要有两步 :第一 , 电极入液 ,是指电极进入细胞浴池溶液直至接触 细胞膜表面的过程 ,需先稍加一微小正压使电极 内液稍外流 ,以避免因细胞浴液倒吸入电极而造 成玻璃微电极尖端污染;

第二 ,吉欧封接 ,电极入 液后 ,要很快使之与细胞膜形成吉欧封接 ,根据实 践经验 ,封接的成功率与电极尖端入液后的时间 成反比[2 ] . 给电极尖端施加一定的负压来实现电 极与细胞膜的吸附 , 进而实现高阻封接 (吉欧封 接) . 在目前的膜片钳实验中 ,基本是通过人工吹 吸来实现正负压力控制进行吉欧封接的. 存在的 主要问题是 ,凭借用人工吹吸得到正负压力经验 值 ,效率较低;

并且难于实现膜片钳实验的自动控 制和细胞的高通量检测. 鉴于上述情况 ,本研究开 发了应用于膜片钳实验的气动微压力控制系统. 在建立压力控制系统动态特性模型的基础上 ,计 算出和气动系统相关的一系列参数 ,完成装置的 设计. 该系统已应用到膜片钳实验中 ,实现对大鼠 第32 卷第10 期华中科技大学学报(自然科学版) Vol.