玻璃微电极

（一） 膜片钳技术的基本原理：

膜片钳技术是用尖端直径1~2μm的玻璃微电极吸管与经蛋白酶处理干净的细胞膜接触，通过20~30cm H2O的负压吸引造成电极尖端与细胞膜形成高阻封接（10~100GΩ），使电极尖端下的小块膜片与膜的其它部分在电学上绝缘，并在此基础上固定膜片电位，监测几个μm2膜片上1~3个离子通道活动的方法。

高阻封接的形成：高阻封接形成与否是记录细胞离子通道电流能否成功的前提，是进行膜片钳实验的关键一步。微电极尖端与细胞膜形成封接的过程，可以采用软件或刺激器发出一个脉冲电压作用于微电极，造成膜两侧电位差发生变化，产生电极电流，再通过示波器或显示屏，观察电极电流幅度的变化来确定封接程度。在电极未入溶液之前，在显示器或示波器上可见一直线。当电极入液后，软件或刺激器发出的电脉冲经记录微电极、浴液及参考电极形成回路，1mV的封接电压流径5MΩ的电极阻抗，则会产生0.2nA的电流浮动，随着微电极尖端接近、接触细胞膜，电极电阻则进一步增加，而电流幅度则随之减小，当在显示器或示波器上看到电流方波变为直线时，则形成低阻封接（50MΩ），然后经微电极给予负压（-10~-30cm H2O），即可形成高阻封接。再将电脉冲调为10mV，调节快、慢电容电流补偿，消除电容电流，就可进行细胞贴附式膜片钳实验，如果在此基础上再次给予负压或电脉冲，使微电极尖端下膜片破裂，则形成全细胞式。

进行高阻封接时，需注意的是：

①在微电极未入液之前常施以正压，使电极内有液体从电极尖端流出，防止浴液表面灰尘或溶液中粒子附着于电极尖端，影响高阻封接。

②如果微电极尖端与细胞膜接触后，仍不能形成高阻封接，则电极即不能再用，需重新换一根微电极继续封接。

③电极尖端与细胞膜接触，稍加负压后电流波形变得平坦，此时，如使电极超极化，则有助于加速形成高阻封接。

④电极入液后封接的成功率与入浴液后的时间呈反比，电极内液中的肽类或蛋白质成分也会有碍于封接形成。(入浴时间愈短，封接愈快)

SUTTER P-2000微电极拉制仪简单操作流程

一、开机

1. 插上电源插头；

2. 打开电源开关；

3. 合上盖板，预热15分钟。

二、操作步骤

1. 输入程序编号，选择一个已设定的拉制程序。

2. 安装玻璃管：先将玻璃管安放在一侧的玻璃管夹槽内，用旋钮固定，下

压固定弹片释放固定固定槽栓，将玻璃管推过加热小室，将玻璃管另一

端用旋钮固定在玻璃管夹槽内。

注意：固定时，旋钮不可过度旋紧，避免过度磨损或损坏固定槽；也不

可太松，以免拉制时玻璃管滑动。

3. 按PULL键，拉制电极。

4. 小心取下拉制好的微电极。

三、建立新的拉制程序操作步骤

1. 运行RAMP TEST测试，确定合适的HEAT值：  输入“1”，进入测试步骤，根据提示安装好微管，按“PULL”键。

 按“PULL”键开始测试后，LCD屏出现FILAMENT参数设置界面；

 输入FIL参数值后，激光以最大功率工作250ms，然后逐步下降至厂

家预设最小值，相当HEAT值为150的电压值。  旋转扫描镜，将激光汇聚至玻璃管上，逐渐升温使之缓慢熔化。

 当VELOCITY达到厂家预设值时，激光关闭。

 RAMP TEST测试的HEAT值显示在LED显示屏上。

2. 记录RAMP TEST测试值，然后按“RESET”键初始化。

3. 选择一个程序，按光标提示输入测试得到的HEAT值，调整PULL、VLOCITY、

DELAY等参数值，设置拉制步数（Cycle），进行拉制试验，直到拉出符

合期望的电极。

四、电极尖端形态控制技巧

改变拉制程序中的不同参数可以改变电极的尖端锥度和尖端直径，要达到期

望的指标，可能需要多次试验，下表是改变不同参数对电极形态的影响。 参数 增大 减小 参数范围

HEAT 尖端直径减小 锥形增长 阻抗升高 尖端直径增大 锥形减短 阻抗降低 0-999

PULL 尖端直径减小 锥形增长 尖端直径增大 锥形减短 0-255

第１９卷第１期　２ＯＯ２年３月　吉韩化工学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＪＩＬＩＮ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ　ＯＦ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖ０ｌ＿１９　Ｎｏ　ｌ　ＭＢｒ．２００２　

文章编号：１００７—２８５３（２００２）０１—００７７—０４　

微电极及其应用　

潘晓明　，刘积灵　

（Ｉ．吉韩化工学院机电工程系，青韩吉韩１３２０２２；２吉韩化工学院科研灿，吉韩吉韩１３２０２２）　

摘要：主要是对擞电极性能盈其在各个领域的应用如毛细管电泳一电化学检涮、扫描技术、传感器、艟蔼ｆ　

及光谱电化学等作了较为全面的评述．　

美誓词：傲电极；纳米电极；电化学　

中圈分类号：Ｏ　６４６．５４　文献标识码：Ａ　

微电极是６０年代发展起来的并在电化学及　

电分析化学中显示了广阔的应用前景．随着电化　

学及微系统相关技术的迅猛发展，微电极在生物　

电化学，能源电化学，光谱电化学，毛细管电泳．电　

化学检测系统，生命科学及所涉及的相关学科如　

生物学。细胞生物学，免疫学，环境分析与监测等　

各个领域被广泛使用．尤其是在新兴的纳米技术　

和基因工程中占有很重要的地位．　

１微电极的类型　

随着纳米技术、微系统及机械加工技术、微电　

子技术的发展。使制造微小电极成为可能．目前研　

制的徽电极已由微米级向纳米级发展，徽系统中　

所用的微电极已可达到纳米级．在近年来发展起　

来的基因工程和纳米技术中，微电极所起的作用　

至关重要．可以对ＤＮＡ等有机大分子进行测定、　

还可以对痕量金属离子进行测定，测定数量可达　

２０余种．　

根据微电极的制作材料可将微电极分为碳纤　

维微电极，铂微电极，铜微电极，钨微电极，金微电　

极，铱微电极，银微电极，粉末微电极．根据微电极　

的形状还可将微电极分为微柱电极，微盘电极，微　

带电极，微刷电极，微束盘电极微圆盘电极和微流　

动电极，姐和式电极，纳米级圆盘．圆柱电极．根据　

电极的尺寸又可将电极分为常规电极、微电极、和　

超微电极．超微电极是指电极尺寸为１０“ｃｎｌ或　

膜片钳记录钠电流实验结果

膜片钳是一种用于记录细胞膜上离子通道电流的实验技术。在钠电流实验中，膜片钳被广泛应用于研究神经元细胞膜上的钠离子通道的活动。本文将详细介绍如何使用膜片钳记录钠电流实验结果。

一、实验目的

通过使用膜片钳记录钠电流，我们可以了解神经元细胞膜上钠离子通道的特性和功能。具体而言，我们可以研究钠离子通道的开放概率、电流大小和动力学特性等。

二、实验材料和设备

1. 膜片钳：包括一个玻璃微电极和一个放大器。

2. 玻璃微电极：用于穿刺神经元细胞膜，并记录离子通道电流。

3. 放大器：用于放大微弱的离子通道电流信号。

4. 实验室常规设备：显微镜、注射器、培养皿等。

三、实验步骤

1. 准备工作：

a. 准备好玻璃微电极。将一根玻璃毛细管拉制成细微的一端，并用火烧熔封，形成一个小孔。

b. 准备好实验室常规设备，确保实验环境安全和卫生。

2. 细胞准备：

a. 选择合适的细胞进行实验。可以使用培养的原代神经元细胞或转染表达特定蛋白质的细胞系。 b. 将培养皿中的细胞置于显微镜下，选择一个健康、完整的细胞。

3. 穿刺膜片：

a. 将玻璃微电极连接到放大器上，并调整放大器参数，使其适应记录离子通道电流信号。

b. 控制玻璃微电极接近选定的细胞，并轻轻穿刺膜片，使其与玻璃微电极相连。

c. 在穿刺过程中，需要注意保持薄膜完整性和稳定性。

4. 录制钠电流：

a. 穿刺成功后，将放大器参数调整到合适的范围。通常需要设置合适的增益、滤波和采样频率等参数。

b. 开始记录钠电流。通过施加一系列不同电压的脉冲，可以激活和测量钠离子通道的电流。

c. 记录一段时间内的电流数据，并保存以备后续分析。

5. 数据分析：

a. 使用适当的软件对记录的数据进行分析。可以计算钠离子通道的开放概率、电流大小和动力学特性等。

b. 可以绘制电流-电压曲线（I-V曲线）来描述钠离子通道的特性。