红细胞膜流动性测定方法
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细胞学实验论文红细胞膜通透性的实验及分析路路*,李秋菊,罗敏惠,母振炜,孟凡琳,姜雅莉,平措宗吉,王大鹏,吴玲【摘要】细胞膜是细胞与外界环境进行物质交换的结构,可以选择性地让某些物质进出细胞,但是各种物质进出细胞的方式是不同的。
由于细胞膜对于不同物质的通透性不同,使得不同溶质渗入细胞的速度相差很大,甚至有些不能渗入细胞中。
本次实验的目的在于了解分子量、脂溶性大小、电解质和非电解质溶液对细胞膜通透性的影响;观察红细胞的溶血现象;建立等渗概念并理解溶血原理。
实验以人和鸡的红细胞为材料,用自然渗透的方法进行实验,通过测量红细胞的溶血时间来估计细胞膜对各种物质通透性的大小,得出了各物质通过细胞膜的一般性规律。
【关键词】红细胞;细胞膜;等渗;渗透性;结果分析新近国内外有关红细胞膜的表面超精细结构的研究包括了红细胞膜流动性、膜载体与膜离子信道等各方面,涉及到信息和分子识别传导的有关问题。
可见对于细胞膜结构和功能的研究具有十分重要的意义和应用价值,是一个重要的研究内容。
细胞膜渗透性试验是细胞生物学实验的一个组成部分,有助于我们本科生对有关于细胞膜功能的理解,在对于各物质进出细胞的一般规律进行分析的过程中进一步加深对细胞膜本质的认识,同时在其中提高我们分析问题的能力。
在等渗溶液中,红细胞保持正常大小和双凹圆碟形;在渗透压递减的一系列溶液中,由于水分子的摄入超过水分子的流出,导致红细胞逐渐胀大,当体积增加30%时成为球形;体积增加到45%--60%则细胞膜损伤而发生溶血,此时血红蛋白逸出细胞外。
一个非常明显的现象就是在试管中细胞形态的絮状物消失,溶液由细胞存在的悬浊液变为非细胞结构的澄清液。
这一现象是判别细胞是否溶血的一个现象证据。
将红细胞放入各种等渗溶液中,由于红细胞对于各种溶质的通透性不同,有的溶质可以渗入,有的不可以渗入,渗入的溶质能提高红细胞的渗透压后促使水分进入细胞,从而引起溶血;由于溶质进入速度互不相同,因此溶血时间也不相同。
研究细胞膜流动性的方法细胞膜流动性是一个关键的物理学参数,可以提供关于细胞内生物学环境的重要信息。
它定义了细胞膜上的脂质分布的空间结构,并确定了细胞内分子如何在脂质变化的情况下运行。
因此,研究细胞膜流动性的方法,以及它在不同细胞中是如何变化的,对于研究和理解细胞生物学现象至关重要。
细胞膜流动性可以通过许多不同的方法,如空间结构分析、扫描探针显微镜、动量交换及其他技术来研究。
空间结构分析,如旋光和荧光素酶显微技术,是一种有效的研究细胞膜流动性的方法,它可以在不同的细胞中测量特定的分子的空间结构,以及它们之间的相关性。
例如,使用此技术可以研究细胞膜上脂质之间的相互作用。
此外,扫描探针显微镜可以用来研究细胞膜上脂质分子的空间结构,并可用来测量流动性,以及细胞膜上各种分子如何相互影响。
另一种方法是动量交换,它可以用来测量细胞膜的流动性。
动量交换可以通过研究膜上脂质和蛋白质的空间分布以及其在膜上的流动性来了解膜上分子的空间结构和动力学特性。
另一种常见的方法是静电荧光技术,此技术可以用来测定细胞膜中各种脂质分子的流动性,它可以准确地测量细胞膜中脂质分子的空间结构和细胞膜流动性。
最后,免疫荧光技术可以用来研究特定的膜蛋白质分布情况,以及它们如何影响细胞膜的流动性。
细胞膜流动性的研究可以帮助我们了解细胞膜的生物学机制,从而更好地控制细胞的生理特性和行为。
此外,研究膜流动性还可以为治疗疾病提供策略。
例如,研究细胞膜流动性可以提供有关膜蛋白质紊乱之后会怎样影响细胞特性的关键信息,从而可以更好地开发和设计出特定治疗策略。
鉴于细胞膜流动性的重要性,许多研究者已经开发出了许多有效的方法来测量和研究细胞膜流动性,并对其在整个细胞中的变化有了较为详细的了解,以及它们可能对其他细胞功能和行为的影响。
未来,这些方法还可以用于开发新的药物或治疗方案,以便帮助治疗特定疾病。
总之,研究细胞膜流动性的方法可以帮助我们更好地理解细胞内生物学机制,并为治疗疾病提供有效的研究方法。
红细胞变形指数tk红细胞变形指数(RBC deformability index,简称TK)是评估红细胞形态变化能力的指标之一。
红细胞是人体内最常见的细胞之一,主要负责携带氧气和二氧化碳的运输。
然而,由于其特殊的形态和柔软的结构,红细胞的变形能力对于维持正常的生理功能至关重要。
红细胞变形能力的评价主要通过红细胞变形指数来进行。
简单来说,红细胞变形指数就是描述红细胞形态变化能力的一个数值。
通常,红细胞在血流中需要通过各种血管的狭窄和弯曲,因此其变形能力直接关系到红细胞是否能够顺利通过血管。
如果红细胞变形能力差,就容易导致血液循环障碍,从而引发多种疾病。
红细胞的变形能力受多种因素影响,包括细胞内骨架、细胞膜的组成和黏度等。
细胞内骨架主要由蛋白质组成,起到维持细胞形态和稳定性的作用。
细胞膜则由磷脂、蛋白质和胆固醇等组成,对红细胞的弹性和变形能力有重要影响。
此外,红细胞的黏度也是影响变形能力的一个重要因素。
黏度高的血液会增加红细胞通过狭窄血管的难度,从而降低红细胞的变形能力。
红细胞变形指数的测定方法有多种,常见的方法有激光散射法、显微镜观察法和流变仪法等。
这些方法通过观察红细胞在不同条件下的形态变化来评估红细胞的变形能力。
一般来说,变形指数越高,说明红细胞的变形能力越好,血液流动性越好。
红细胞变形能力的异常常见于多种疾病中,如贫血、心血管疾病和炎症性疾病等。
例如,贫血患者由于红细胞数量减少或红细胞形态异常,导致其变形能力降低,从而引发血液循环障碍。
心血管疾病患者由于血液黏稠度增加,也会导致红细胞变形能力下降,进而影响血液流动。
炎症性疾病患者则由于炎症反应引起的细胞因子释放,会导致红细胞变形能力下降。
因此,对于评估红细胞变形能力的指标——红细胞变形指数,具有重要的临床意义。
通过测定红细胞变形指数,可以及早发现和评估血液循环障碍的程度,指导相关疾病的诊断和治疗。
另外,红细胞变形指数的变化还可以作为监测疾病进展和疗效的指标,有助于临床医生调整治疗方案。
3.3 细胞膜的特性同学们好!前两讲我们讨论了细胞膜的化学组成和结构模型,今天我们进一步来谈细胞膜所具有的重要结构特性,以及执行的主要生命功能。
一、细胞膜的结构特点细胞膜具有不对称性和流动性两大突出特点。
(一)膜的不对称性所谓膜的不对称性(asymmetry),是指膜的内外两层在结构和功能上有很大的差异。
细胞膜结构上的不对称性保证了膜功能的方向性。
1.膜脂的不对称性分析各种细胞膜内层和外层膜脂的化学组成,发现不同膜脂分子在脂双层中的含量和分布是不对称的。
以人红细胞膜为例,脂双层的外层几乎全部由磷脂酰胆碱PC和鞘磷脂SM组成,而内层则主要由含有氨基的磷脂如磷脂酰比氨酸PS 和磷脂酰乙醇胺PE组成。
脂双层的膜脂不对称性对胞外信号转换为胞内信号十分重要。
许多细胞内参与细胞信号跨膜转换的蛋白质会可逆地结合在质膜内层特定的脂质分子头部,例如蛋白激酶C当被多种信号激活时,主要结合在含有高浓度磷脂酰丝氨酸的质膜内层;另一方面,不同类型的脂质分子可发生相应的修饰,从而结合特定的功能蛋白质,如磷脂酰肌醇的磷酸化修饰将产生结合胞内特定蛋白质的位点(附图或动画)。
膜脂不对称性对脂代谢信息分子的生成也至关重要。
如磷脂酶C在质膜内层将肌醇磷脂降解生成两个脂质信号分子:一个是二脂酰甘油留在膜上协助激活蛋白激酶C;另一个是三磷酸肌醇释放到细胞内调控钙离子流动(附图或动画)。
动物细胞还可以利用质膜磷脂的不对称性区分活的和凋亡的细胞。
例如,凋亡细胞质膜内层的磷脂酰丝氨酸会快速转移到外层,暴露在细胞表面的PS将提醒周围的巨噬细胞来吞噬和降解它(附图或动画)。
2.膜蛋白的不对称性膜蛋白结构及其分布的不对称性是绝对的(附图或动画)。
对跨膜蛋白而言,几个因素决定了其结构的非对称性:蛋白质序列结构决定其穿膜的方向和内外侧功能区;细胞膜蛋白糖基化的糖链总是位于质膜的外侧;胞内还原性环境造成二硫键主要形成于质膜外侧。
膜蛋白根据功能需要将分布在不同区域。
红细胞膜通透性实验及分析一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨红细胞膜通透性的实验方法及其分析。
红细胞作为血液中数量最多的细胞类型,其膜通透性的研究对于理解红细胞的功能、生理过程以及疾病机制具有重要意义。
通过深入研究红细胞膜的通透性,我们可以对血液疾病如溶血性贫血、红细胞增多症等有更深入的理解,从而为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
This article aims to explore the experimental methods and analysis of red blood cell membrane permeability. As the most abundant cell type in the blood, the study of red blood cell membrane permeability is of great significance for understanding the function, physiological processes, and disease mechanisms of red blood cells. By conducting in-depth research on the permeability of red blood cell membranes, we can gain a deeper understanding of blood diseases such as hemolytic anemia and polycythemia, providing new ideas and methods for disease prevention and treatment.在本文中,我们将首先介绍红细胞膜的基本结构和功能,然后详细描述红细胞膜通透性实验的设计和实施过程,包括实验原理、实验材料、实验步骤以及实验结果的分析方法。
红细胞膜通透性的实验及分析一、准备材料:1.新鲜的全血样本2.生理盐水3.透析袋4.恒温水浴5.离心机6.吸光度计二、实验步骤:1.取适量全血样本,加入相等体积的生理盐水,轻轻混匀,得到稀释后的全血样本。
2.取一只透析袋,将稀释后的全血样本倒入袋中,确保袋子内不含气泡,并将袋口扎紧。
3.取一定量的生理盐水,使透析袋完全浸没在生理盐水中。
4.将装有透析袋和生理盐水的容器放入恒温水浴中,保持温度为37℃,并进行一段时间的孵育(一般为20分钟以上)。
5.取出透析袋,尽量沥干袋外的生理盐水,并将袋内的红细胞溶解,使溶液均匀。
6.将溶液转移到离心管中,进行离心,以除去残留的红细胞膜碎片并得到透析液。
7.取出透析液,利用吸光度计检测样本的光密度,记录吸光度值。
三、实验结果分析:通过测定透析液的吸光度,我们可以对红细胞膜的通透性进行分析。
吸光度值反映了透析袋中红细胞内部成分的渗透性。
在实验中,溶剂(生理盐水)中的水分子可以自由通过红细胞膜进入透析袋中的红细胞。
如果红细胞膜具有较好的渗透性,那么红细胞内的溶液成分也可以通过膜自由渗透至透析袋中,导致透析液的吸光度较高。
相反,如果红细胞膜渗透性差,那么溶液成分则不易透过膜,透析液的吸光度较低。
实验结果的具体分析可以根据吸光度值进行比较。
一般来说,吸光度值高的样本表明红细胞膜通透性较好,而吸光度值低的样本表明红细胞膜通透性较差。
除了比较吸光度值,还可以通过控制组进行进一步分析。
例如,可以将不同处理后的红细胞样本分为实验组和对照组,实验组为处理后的样本,对照组为未处理的样本。
通过比较两组样本的吸光度值,可以进一步确定红细胞膜通透性的变化。
此外,实验结果还可以与相关指标进行关联分析,如血液中溶质的浓度、渗透压等指标。
通过对相关指标的测量与实验结果进行对比分析,可以更加全面地了解红细胞膜通透性的情况。
总之,红细胞膜通透性实验是一种简单且常见的实验方法,通过测定透析液的吸光度可以初步判断红细胞膜的通透性,并可以与其他指标进行关联分析,更加全面地了解红细胞膜通透性的情况。
细胞膜的流动性实验原理细胞膜是细胞的外层结构,由脂质双分子层构成。
它决定了物质在细胞内外之间的通透性和选择性。
细胞膜的流动性实验旨在研究细胞膜的动态特性以及探索其内部结构与功能之间的关系。
下面将详细介绍细胞膜流动性实验的原理。
细胞膜是由磷脂分子构成的双分子层,其中磷脂的两端分别为亲水性的磷酸甘油和亲脂性的脂肪酸,磷脂双层形成了一个闭合的结构,保护和包围细胞内的细胞器。
然而,虽然细胞膜是一个相对稳定的结构,但它并不是固定不动的。
细胞膜可以自由地在平面上流动,并且在不同区域和细胞器之间发生相互融合和分离的过程,这种动态过程被称为流动性。
细胞膜流动性实验通常采用荧光标记技术,通过观察和测量荧光信号的变化来研究细胞膜的流动性。
主要包括以下几个步骤:1. 荧光标记:选择适当的荧光染料,如荧光蛋白(GFP)、磷脂染料(如荧光甲酰化磷脂)等,将其标记在细胞膜上。
荧光标记的目的是实现对细胞膜的可视化,使其在显微镜下可见。
2. 显微镜观察:将标记了荧光染料的细胞放置在显微镜上,并调节适当的放大倍数和焦距,观察细胞膜的流动性。
3. 图像记录与分析:使用相应的图像记录设备(如数码相机或CCD相机)对显微镜下的图像进行记录。
可以使用图像分析软件对记录的图像进行处理,如测量细胞膜流动的速度、方向和分子在膜上的扩散等参数。
4. 实验设计与处理:通过调整实验条件,如温度、药物处理等,来研究细胞膜流动性的调节机制。
例如,可以通过改变温度来调控细胞膜的流动性,研究其对细胞膜中蛋白质转运的影响。
细胞膜的流动性与细胞的生理状态、环境压力等密切相关。
研究细胞膜流动性有助于理解细胞膜内部结构与功能的关系,揭示细胞信号传导、分子扩散和细胞间相互作用等生物过程的机制。
此外,细胞膜流动性实验还可以与其他实验技术相结合,如蛋白质纯化技术和质谱分析技术等,从多个角度深入研究细胞膜的组成和结构。
此外,在生物医学研究中,细胞膜流动性实验还被广泛应用于疾病诊断和治疗的研究中,如癌症细胞膜的流动性研究、药物分子在细胞膜上的扩散研究等。
悬浮后,红细胞膜蛋白定量,用考马斯亮蓝法三、材料、试剂与器具
(一)试剂
1、染色液:取考马斯亮蓝G-250(红褐色) 100mg溶于50ml 95%乙醇中,加100ml 85%磷酸,加水稀释至1升。
该染色液可保存数月,若不加水可长期保存,用前稀释。
2、标准蛋白溶液:0.5mg/ml牛血清白蛋白。
3、未知浓度的蛋白质溶液用酪蛋白配制,浓度控制在10—30mg/ml
(二)器具
1、试管及试管架
2、移液管(1ml,5ml)
3、可见光分光光度计
四、操作步骤
(一)标准曲线的制作
1、取7支试管,按下表加入试剂
2、将试管摇匀,放置20分钟。
3、用分光光度计比色测定吸光值A595nm。
4、以A595nm为纵坐标,标准蛋白色质浓度为横坐标,绘制标准曲线。
(二)样品的测定
1、取一支试管,加入未知浓度的蛋白质溶液0.2ml,蒸馏水0.8ml考马斯亮蓝试剂5ml.
2、将试管摇匀,放置20分钟。
3、比色测定吸光值A595nm,对照标准曲线求得蛋白质的浓度。
调整蛋白浓度为200~800ug/ml
荧光偏振法
DPH溶液:将0.464mgDPH溶于1ml四氢呋喃中配制储备液,浓度为2×10^-3mol/l,剧烈振摇3~5min,f放在棕色瓶中,避光保存于-20℃冰箱。
临用前从冰箱取出,在室温下融化,每次试验前再用PBS(0.01mmol/l,ph=7.4))稀释成2×10^-6mol/l的工作液。
稀释时必须猛烈摇晃2~3min,
红细胞膜的荧光标记:将洗净的红细胞与2×10^-6mol/lDPH
在25℃条件下温育30分钟。
加入肝素抗凝的新鲜血液3000r/min离心5min,加PBS缓冲液,洗涤三次,去除上清在红细胞沉淀中加入8ml的10mmol/l ph=7.4的 HCL溶液,同时加入适量的蛋白酶抑制剂对甲苯磺酰氟,4℃溶血过夜,使红细胞膜破膜,使红细胞溶液以1200r/min,4℃离心30min,弃上清液,10mmol/l PH=7.4Tris-HCL溶液同样转数离心洗涤三次,辞去白色沉淀物,最后1:1悬浮在等体积的ph=7.4的PBS溶液中。
用考马斯亮蓝法
得到红细胞膜影泡,(dph做荧光探针)取新配制的2mmol/l 的DPH四氢呋喃液1ml,分别加入200ul红细胞膜影泡悬液及2mlPBS缓冲液,快速混匀配置,在37℃下水浴30min,3000r/min,离心10min,弃去残留DPH标记液,用等渗PBS (磷酸盐缓冲液)洗两遍,再用等渗PBS缓冲液稀释成4ml 细胞悬液。
在石英杯中用荧光分光光度仪检测荧光偏振度荧光偏振法测定:
测定参数:激发波长(EX)362nm,发射波长(EM)432nm,激发狭缝为5nm发射狭缝10nm,根据下列
(Ex)362nm,发射波长(EM)432nm,根据下列公式分别计算偏振度(P)、微黏度(11)和膜脂流动性值
偏振度 P=(I。
一GIh)/(I。
+GIh) (G为校正因子,
G=I1-I2 I1为起偏器光轴是水平方向,检测器光轴为垂直方向的荧光强度,I2为起偏器和检偏器光轴均为水平方向时的荧光强度)
式中I。
为起偏器和检偏器光轴均在垂直方向的光强度,Ih为起偏器光轴在垂直方向、检偏器光轴在水平方向的光强度。
膜脂流动性LFU=(P最大/1)r一1)/Pr
式中P最大为0.5,Pr为P的实测值。
微黏度n=2P/(0.46一Pr) (0.46为常数)
做三组,红细胞膜用DPH液标记,红细胞膜未用DPH 液标记,DPH液
(二)操作步骤
1.开机:接通电源,打开主机开关,点燃(打开)光源后,根据说明书要求启动计算机。
2.检测前准备:参照仪器说明书,在20天内至少进行一
次激发校准和发射校准,检测前仪器应预热。
3.工作条件的选择:环境温度应在20℃±5℃;相对湿度不大于70%;电源稳定,无磁场、电场干扰。
根据样品的特性及荧光强度,选择合适的仪器工作条件(如狭缝、PM增益、响应时间等)。
4.基本测定
(1)荧光激发光谱测定
设置仪器参数,扫描发射波长,找到maxλem,以此为发射波长,记录发射强度作为激发波长的函数,便得到激发光谱。
(2)荧光发射光谱测定
设置仪器参数,扫描激发波长,找到maxλex,以此为激发波长,记录发射强度与发射波长间的函数关系,便得到荧光发射光谱。
(3)差谱测定
设置仪器参数,选择合适的工作方式,测定背景溶液的发射光谱并储存起来,在一定的工作方式下,扫描样品溶液的发射波长,得到当时的光度值和储存的背景值之间的差示值,即差谱。
(4)峰面积积分
选择适当的工作方式,对样品溶液进行积分操作,即得到峰面积积分。
(5)荧光强度
选择合适的测量参数,设置λex、λem,采用定点读数或扫描方式,即可测得所选波长处的荧光强度。
(6)定量测定
配制一系列已知浓度的标准溶液,在一定的测定条件下,设置λex、λem,按照由稀至浓的次序,测定标准溶液的荧光强度,绘制荧光强度—浓度的工作曲线,不改变仪器参数测定未知溶液的荧光强度,由工作曲线即可求出未知溶液的
浓度。
(三)分析结果的表述
1.荧光激发光谱、发射光谱以及其他光谱由仪器控制电脑直接绘出。
2.峰面积积分、荧光强度由仪器控制电脑计算显示。
3.定量测试:在相同的测定条件下,测定一系列已知浓度的标准溶液的荧光强度,绘制出荧光强度-浓度的工作曲线。
浓度未知的溶液的荧光强度测定后,由工作曲线求出该溶液的浓度。
(四)注意事项
1.在实验开始前,应提前打开仪器预热,并配制好所需的溶液,对于已经配制好的溶液,在不用时放在4℃冰箱中保存,放置时间超过一星期的溶液要重新配制。
2.实验所用的样品池是四面透光的石英池,拿取的时候用手指掐住池体的上角部,不能接触到四个面,清洗样品池后
应用擦镜纸对其四个面进行轻轻擦拭。
3.在测试样品时,注意荧光强度范围的设定不要太高,以免测得的荧光强度超过仪器的测定上限。
4.实验结束后,要及时的清理台面,处理废液,清洗和放置好样品池,将下次要用的溶液放回冰箱,并且按规定登记实验记录,养成良好的实验习惯。
先打开程序进入荧光的界面,点击configure (最上面一排)下的paramaters 设置你的激发波长和发射波长,以及荧光强度的最大和最小值,好了之后点击OK,再在最下面一排中找到0.00(Auro zero)点击之,最后点击算他strat,开始扫描。
完成之后需要查看数据就打开manipulate(最上面)下的peak pick 看吸收峰位和峰强,或者poink pick,输入你要看的波长,点击OK 就可以看到任意你需要的波长处的峰强了。