膜片鉗實(shí)驗(yàn)中吉?dú)W封接的電極內(nèi)氣動(dòng)微壓力控制系統(tǒng).pdf

1、膜片鉗技術(shù)作為電生理研究的有力工具,廣泛用于細(xì)胞膜離子通道電流的測(cè)量、細(xì)胞分泌、藥理學(xué)、病理生理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)研究以及植物細(xì)胞的生理研究等.在膜片鉗實(shí)驗(yàn)中,吉?dú)W封接的形成是至關(guān)重要的步驟,一般通過(guò)控制電極與電極夾持器內(nèi)腔氣體壓力來(lái)完成.目前通常是以人工吹吸來(lái)進(jìn)行,主要存在以下問(wèn)題:用人工吹吸得到氣體壓力值憑的是經(jīng)驗(yàn)值,無(wú)法精確計(jì)算;人工吹吸提供的負(fù)壓不能穩(wěn)定持續(xù),封接中往往會(huì)因?yàn)樨?fù)壓不足而對(duì)細(xì)胞再次進(jìn)行吸附

2、,影響封接的質(zhì)量和效率;人工吹吸方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)膜片鉗實(shí)驗(yàn)吉?dú)W封接的自動(dòng)控制,難于實(shí)現(xiàn)后續(xù)膜片鉗實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)控制和對(duì)細(xì)胞的高通量檢測(cè).本文介紹了一種膜片鉗實(shí)驗(yàn)中吉?dú)W封接的電極內(nèi)氣動(dòng)微壓力控制系統(tǒng).重點(diǎn)分為三個(gè)部分,第一部分對(duì)微壓力控制系統(tǒng)的氣動(dòng)控制壓力、流量的計(jì)算進(jìn)行了深入的分析和研究,這是微壓力控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),并根據(jù)這個(gè)基礎(chǔ)選用參數(shù)適合的氣動(dòng)元件.第二部分從控制電路設(shè)計(jì)角度出發(fā),分別介紹各個(gè)部分電路的具體參數(shù),以及整個(gè)系統(tǒng)的比例積分(PI,

3、Proportion Integral)控制;最后進(jìn)行電路的開(kāi)環(huán)測(cè)試和系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試.第三部分則運(yùn)用該系統(tǒng)在膜片鉗實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行壓力控制,實(shí)現(xiàn)吉?dú)W封接.對(duì)大鼠胰腺β細(xì)胞進(jìn)行封接實(shí)驗(yàn),給電極內(nèi)施加0.5 kPa正壓入液時(shí),電極電阻平均為5.04 MΩ;貼附細(xì)胞膜表面后電極電阻均值為5.44 MΩ;將電極內(nèi)壓力從正壓轉(zhuǎn)變?yōu)?3.5 kPa負(fù)壓左右,并使微玻璃電極內(nèi)電位變化由-40mV到-90mV,結(jié)果顯示平均封接電阻達(dá)到2.98 GΩ.將此結(jié)果