膜片鉗實驗系統(tǒng)配置

一個電生理配置有4個主要的需求：

環(huán)境需求：保持標本的健康的手段。

光學(xué)需求：顯現(xiàn)標本以供觀察的手段。

機械結(jié)構(gòu)需求：穩(wěn)定定位微電極的手段。

電子學(xué)需求：放大和測量信號的手段。


我們將配置分成兩種類型的“典型”配置：胞外記錄和單通道膜片鉗記錄。

胞外記錄的配置

該配置主要用于記錄腦片的場電位。一般目標是將一個相對粗糙的電極放置在組織的胞外空間，同時盡可能模仿體內(nèi)的組織環(huán)境。因此，需要一個相當(dāng)復(fù)雜的小空腔，用來對組織進行溫暖、氧化、灌注。而另一方面，光學(xué)和機械結(jié)構(gòu)需求則簡單得多。一個解剖用顯微鏡，至少15cm的工作距離(配合近似垂直放置的微操縱器)，通常已經(jīng)可以看到切片或大體的形態(tài)學(xué)特征。由于對定位時手的震動和電極的精確放置都沒有苛刻要求，微操縱器可以選用相對粗糙的機械類型。但是，在記錄過程中，微操縱器不允許有一點漂移和震動。

需要使用低噪聲的電壓放大器。由于信號的范圍可能在10 uV 到10 mV 范圍內(nèi)，低噪聲電壓放大器的增益至少要達到1000。

單通道膜片鉗記錄配置

標準的膜片鉗配置在許多方面與胞外記錄恰好顛倒過來了。由于對環(huán)境的控制非常少，實驗通常在室溫下、一個無灌注的培養(yǎng)皿中進行。

光學(xué)和機械需求則根據(jù)實際的細胞的大小(10或20 um)有特殊的規(guī)定。顯微鏡應(yīng)該有放大300或400倍的能力，并需要某種對照增強能力(Nomarski, Phase or Hoffman)。omarski(微分干涉)對于電極的精確放置是最好的，因為它的影像依賴于視野一個很窄的深度上，這有助于精確定位(定位不好，影像是模糊的)。Phase(相差法)用于精確定位程度要求低一些的場合，但提供了更好的對比度。Hoffman方法提供了較便宜的，稍微退化點的Nomarski版本。

最好使用倒置顯微鏡：

(1) 這樣能使電極頂端更容易被看到，因為物鏡在chamber的下方，

(2) 提供了更大更堅固的平臺，用來固定微操縱器。

微操縱器應(yīng)提供良好的，平滑的移動(最多每秒2um)。對震動和穩(wěn)定性的需求決定于記錄模式：是希望記錄cell-attached- patch，還是cell-free (inside-out or outside-out) patch。

在cell-free- patch中，微操縱器只需要在形成封接過程中保持穩(wěn)定，一旦離開了細胞，穩(wěn)定就不是那么至關(guān)重要了。這通常不到一分鐘。

單通道記錄的放大器比胞外記錄使用的要復(fù)雜得多。象Heka公司的EPC9,EPC10以及Axon公司的Axopatch200B都是非常優(yōu)秀的膜片鉗放大器。

組織切片膜片鉗記錄配置

膜片鉗技術(shù)的近來擴展，切片膜片鉗技術(shù)，其配置需要是體外胞外記錄和常規(guī)膜片鉗配置的一個組合。例如，該技術(shù)可能需要一個chamber，需要連續(xù)對切片進行灌流和供氧。大部分的其他要求，與常規(guī)膜片鉗類似。光學(xué)需求與切片的厚度有關(guān)(thick-slice or thin-slice)，對thick-slice，簡單的解剖顯微鏡就夠了；而對thin-slice，顯微鏡則需要提供400倍的放大，良好的頂端聚焦和對照增強。

設(shè)備放置:

電生理實驗人員傾向于在小房間的一角獨自工作。小房間通常比較安靜，震動和空氣流動被削減了。

首先放置顯微鏡是比較明智的，然后是密切聯(lián)系的附件，例如chamber，微操縱器和溫度控制系統(tǒng)(如果安裝了)�；�本原則是第一要保證細胞恰當(dāng)?shù)奶幱陟o止?fàn)顟B(tài)，第二要確認從細胞記錄信息的行為沒有對細胞帶來連續(xù)的致命傷害。

第一原則可以通過良好的實驗環(huán)境幫助實現(xiàn)，第二原則通過良好的光學(xué)和機械手段實現(xiàn)。

在顯微鏡周圍工作，保持例如灌注閥門和微操縱器的控制要非常謹慎，避免震動。理想的情況是，它們放置在一個小架子上，該架子從防震臺延伸出來，保證在通過顯微鏡觀察細胞時，不會產(chǎn)生破壞的震動。

選擇和放置電子儀器是個人偏好的事情。最低的要求是只有一個放大器和一臺計算機，另外強調(diào)最好放置在一個儀器架上。一個示波器是重要的，因為，計算機通常不夠靈活；而且，示波器常能展現(xiàn)在計算機屏幕上看不到的一些意外情況，例如計算機的采樣率設(shè)置不合適時，就會丟失大量細節(jié)信息，而示波器則不會。

示波器應(yīng)與眼睛水平，在示波器上面或下面直接放置微電極放大器，以便容易的調(diào)整和監(jiān)視信號。

最后，計算機應(yīng)放置得盡可能遠，但離顯微鏡還是應(yīng)該保持在手臂來回夠得著的地方。這有助于削減顯示器的輻射噪聲，也能確保在使用鍵盤匆忙記錄時不至于肘部撞擊顯微鏡。

最后一般的建議，也許是最難注意的是：抵制十全十美的配置誘惑，只要有一半的可能性，就開始實驗。