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- 2026年04月18日
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BrainVTA
- 服务名称：
电生理技术服务
一、基本原理
电生理技术可研究的对象包括：
多种细胞（肌细胞、神经元细胞、内皮细胞精母细胞等）、组织切片（脑片、脊髓片）、动物（蜗牛、青蛙、小鼠）；
可以研究的对象包括：
离子通道（配体门控性、电压门控性、第二信使介导离子通道等）、离子泵、交换体及胞吐机制等。
目前观察离子通道的电生理技术主要是：
膜片钳（Patch Clamp）技术。膜片钳技术利用尖端直径0.5~1μm的玻璃电极吸附到细胞膜表面，通过负压吸引使电极尖端和细胞膜形成紧密封接，使电极尖端开口处相接的细胞膜小片区域与其周围在电学上绝缘，在此基础上固定膜电位，然后对电极尖端下仅为几平方微米的细胞膜上一个或几个离子通道进行电流记录。
膜片钳技术包含：电压钳和电流钳两种模式。电压钳是通过向细胞内注射一定的电流，抵消离体通道开放时所产生的离子流，从而将细胞膜电位固定在某一数值，由于注射电流与离子流大小相等、方向相反，因此可以反映离子流的大小。电流钳则是在细胞膜电位的基础上改变膜电位，兴奋性突触后电流(Excitatory postsynaptic current, EPSC)和抑制性突触后电流(Inhibitory postsynaptic current, IPSC)等电流信号。
目前膜片钳技术主要包括：细胞贴附记录模式、膜内面向外记录模式、膜外面向外记录模式和全细胞记录模式。
（1）细胞贴附记录模式：
当吸管与细胞简单接触，造成低电阻密封时，给吸管内以负压吸引，吸管与细胞膜的封接将提高几个数量级，形成高阻抗封接，这时直接对膜片进行钳制，高分辨测量膜电流为细胞贴附记录模式。
（2）膜内面向外记录模式：
在巨阻抗封接后如向上提起电极，在微电极尖端可逐渐形成一封闭的囊泡，并与细胞脱离，将其短时间地暴露于空气，可使囊泡的外面破裂，与电极相连的膜片与整个细胞相分离为膜内面向外记录模式。
（3）膜外面向外记录模式：
如果从上述的全细胞模式将膜片微电极向上提起可得到切割分离的膜片，由于它的细胞膜外侧面面对膜片微电极腔内液，膜外面自然封闭而对外，为外面向外记录模式。
（4）全细胞记录模式：
在形成巨阻封接后，如进一步在吸管内施加脉冲式的负压或加一定的电脉冲，使吸管中的膜片破裂，吸管内的溶液与细胞内液导通。由于吸管本身的电阻很低，这时可形成常规全细胞记录模式或孔全细胞记录模式。
二、优势
1.电生理技术优势
（1）对神经组织损伤较小；
（2）能反映组织结构的瞬间变化；
（3）可在离体条件下研究神经系统的活动规律；
（4）具有较强重复性；
（5）可对神经系统活动进行定量分析；
（6）可和多种其他研究方法配合使用。
2.我司电生理团队介绍
教授一名，博士研究生学历，博士生导师，毕业于浙江大学，主持国.家级和省部级以上课题3项，发表包含PNAS等中科院一区论文共10余篇。
副教授一名，博士研究生学历，硕士生导师，毕业于上海交通大学，主持国.家级和省部级以上课题2项，发表包括Acta Physiol等中科院一区论文10余篇。
助理研究员一名，博士研究生学历，硕士生导师，毕业于南京医科大学，主持国.家级和市厅级以上课题3项，发表包括Neurobiol Aging等中科院二区论文共10余篇。
三、我司产品明细
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指标 |
意义 |
备注 |
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1、场电位(fEPSP)：输入输出曲线(I/O curve)；配对脉冲比(paired-pulse ratios, PPR)； |
研究学习记忆的细胞突触机制 |
检测不少于6个细胞/组，客户需要提供不少于3只动物/组 |
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2、全细胞记录：动作电位（action potential，AP）：包括频率，膜电位，阈值，峰间隔，潜伏期等指标 |
反映细胞整体兴奋性输出（细胞活性） |
不少于10个细胞（脑片）/组，3只动物/组 |
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3、兴奋性突触后电流（EPSC）：包括微小mEPSC和自发sEPSC的频率和幅度，诱发eEPSC和诱发配对脉冲比PPR的幅度 |
反映细胞主要兴奋性谷氨酸能突触输入，以及分析突触前还是突触后机制 |
不少于10个细胞（脑片）/组，3只动物/组 |
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4、抑制性突触后电流（IPSC）：包括微小mIPSC和自发sIPSC的频率和幅度，诱发eIPSC和诱发配对脉冲比PPR的幅度 |
反映细胞主要抑制性GABA能突触输入，以及分析突触前还是突触后机制 |
不少于10个细胞（脑片）/组，3只动物/组 |
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5、电压门控性Na+通道：激活曲线（activation curve），电流-电压关系曲线(I-V curve)，失活曲线（inactivation curve）量效曲线（dose-effect curve）等 |
参与动作电位上升支，起收缩、兴奋、传导兴奋等作用 |
不少于10个细胞（脑片）/组，3只动物/组 |
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6、电压门控性K+通道：激活曲线（activation curve），电流-电压关系曲线(I-V curve)，失活曲线（inactivation curve），量效曲线量效曲线（dose-effect curve）等 |
种类繁多，如内向整流钾通道、延迟外向整流钾通道、瞬时外向钾通道等。为亚型最多、功能最多的一类离子通道。 |
不少于10个细胞（脑片）/组，3只动物/组 |
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7、电压门控性Ca2+通道：激活曲线（activation curve），电流-电压关系曲线(I-V curve)，失活曲线（inactivation curve）量效曲线（dose-effect curve）等 |
分为L型（参与收缩联和调控代谢） N型（分布在心肌和血管平滑肌，触发起搏活动） T型（神经递质的释放） P/Q型（小脑神经递质释放） R型（参与神经递质释放、心肌动作电位形成）。 |
不少于10个细胞（脑片）/组，3只动物/组 |
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8、配体门控性离子通道：环核苷酸门控通道(cyclic nucleotide-gated channel) |
根据目的记录： 浓度依赖性（dose-dependence） 电压依赖性（voltage-dependence） 失敏（desensitization） 使用依赖性（use-dependence） |
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9、甘氨酸受体(GlyR) | ||
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10、烟一碱型乙酰胆碱受体(nAChR) | ||
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11、5-羟色胺受体(5-HT3受体) | ||
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12、乙酰胆碱M受体通道 |
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13、肾上.腺素受体通道 | ||
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14、ATP敏感性K+通道 | ||
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15、Ca2+激活Cl-通道等 | ||
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16、瞬时感受器电位通道( transient receptor potential channel, TRP通道) |
介导所有感觉(痛觉、温度觉、味觉、视觉、听觉、触觉等)的传递，参与信号转导进而调控细胞功能，且被多种因素(化学物质、pH、渗透压、机械力、温度、光等)激活与调控 |
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17、机械敏感性离子通道(mechanosensitive channels, MS通道) |
感受细胞膜表面张力变化的离子通道,可将细胞外的牵张、摩擦力、压力、重力、剪切力以及渗透压变化等信息转化为电化学信号传入细胞，参与调控多种生理功能，如各种躯体感觉、本体感觉、血管和肌肉张力、血液和尿液流动、渗透压等 |
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18、缝管连接离子通道( gap junction channels) |
释放k+、ATP、Glu等物质到细胞间隙，调节神经元活性，参与神经生理功能与病理过程。星形质细胞的缝管连接通道参与调节突触传递、突触可塑性、学习记忆 |
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19、质子门控离子通道(proton-gated channels) |
能感受细胞外pH值的变化，低pH值开启通道，通透Na+、Ca2+、H+、K+等阳离子等，常称为酸感受离子通道( acid-sensing ion channels, ASICs)在中枢神经系统参与突触可塑性、缺血以及神经元死亡等过程，在外周神经系统参与炎症、肿瘤、机械刺激等引起的多种疼痛的发生与调制 |
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20、水通道(Aquaporins , AQPs) |
神经系统中的水通道参与脑脊液的分泌 |
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21、其他如细胞容积敏感性K+、Cl-通道（在细胞肿胀时开放） |
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22、Na+激活K+通道 |
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23、单通道记录：电流幅度（电导）开关动力学分析；开放概率；膜片上通道数目的估算 |
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四、常用研究领域检测内容推荐
1.突触可塑性、学习记忆机制研究
检测场电位：输入输出曲线(I/O curve)；配对脉冲比(paired-pulse ratios,PPR)；可塑性长时程增强(long-term potentiation,LTP)/长时程抑制(Long-Term Depression,LTD)，反映学习记忆细胞突触机制。
2.细胞活性研究
全细胞记录动作电位（action potential,AP）：包括频率、膜电位、阈值、峰间隔、潜伏期、波宽等指标，反映细胞整体兴奋性输出。
3.细胞兴奋和抑制突触前、突触后机制研究检测微小mIPSC、mEPSC和自发sIPSC、sEPSC的频率和幅度，诱发eIPSC、eEPSC和诱发配对脉冲比PPR的幅度，反映细胞主要兴奋性谷氨酸能和抑制性GABA能突触输入，分析突触兴奋前后机制。
4.药物筛选研究
检测瞬时外向钾电流、内向整流钾电流等多种钾离子通道和动作电位时程，对抗心律失常药物进行筛选。
5.细胞胞吐和胞吞功能研究
采用膜片钳技术检测细胞膜电容反映细胞表面积变化，从而分析细胞胞吐和胞吞功能。
五、案例
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