葡萄球菌肠毒素B基因的膜片电极支撑双层类脂膜核酸传感器的研究

本研究用膜片电极支撑双层类脂膜(BLMs)核酸传感器,检测葡萄球菌肠毒素B(SEB)基因。BLMs在膜片钳尖端形成后,传感器的检测电流大小和施加的电压成正比。通过在BLMs上固定针对SEB基因特异的直链十二烷烃链(0～273.65μg/L)修饰的单链寡核苷酸(C12-ssDNA)探针与膜片钳系统一同构建成膜片电极支撑BLMs核酸传感器。电流大小与探针的浓度呈正相关,线性回归方程I=5.49 2.94C;相关系数r=0.9962。SEB基因浓度在20～5000μg/L范围时,检测的电流信号与SEB基因浓度的自然对数呈负相关,线性回归方程I=1103.26-103.62lnC,相关系数r=0.9977;同时,核酸传感器有很好的特异性,与不产SEB的金葡菌属、其它食物中毒菌的基因组DNA和空白对照组反应无明显电信号响应。应用原子力显微镜对BLMs表面微观结构、ssDNA固定于BLMs上和BLMs上杂交洗脱后的表面微观结构进行观察。本研究构建的膜片电极支撑BLMs核酸传感器为SEB基因的检测提供了一种快速、灵敏、特异性强的方法。     

弱激光诱导神经元兴奋性改变的实验研究

利用全细胞膜片钳技术研究弱激光诱导下大鼠海马CA3区锥体神经元兴奋性.实验结果显示：弱激光作用使神经元钠通道激活电位向超极化方向移动,钠电流幅度增大,且这种增大作用具有电压依赖性和可逆性.激光作用显著影响钠电流稳态激活与失活特性,对照组和照射组通道半数激活电压分别为(-4414±528)mV和(-5655±614)mV(n=8,P<001),半数失活电压分别为(-6902±1031)mV和(-5660±897)mV(n=8, P<0 关键词： 钠离子通道 膜片钳技术 弱激光 动作电位 神经元     

胞外高钾对大鼠背根神经元超极化电流的影响

应用全细胞膜片钳技术研究了胞外高钾对大鼠背根神经元（DRG）超极化电流（Ih）的影响．结果表明,Ih随着胞外钾离子浓度的增大而增大,同时随着外加刺激电压的增高而增强．当胞外钾离子浓度[Kext]为4,8和16mmol／L时,半数激活电压V1/2分别为-98±1．9,-106±1．3（p〈0．05）和-110±1．0mV（p〈0．05）,其对应的最大电流的峰值分别为1085±340,1576±409和2124±614pA,与4mmol／L比较,后者分别增长了45％和92％．胞外高钾使,Ih激活曲线显著左移,说明高Kext改变了超极化电流的激活过程．提高细胞外钾离子浓度,可以使早期钾通道（又称快通道）的激活时间常数增大,使晚期钾通道（又称慢通道）激活时间常数减小．当胞外钾离子浓度由4mmol／L升高到8和16mmol／L时,翻转电位右移,但不具有显著性差异．结果提示,细胞外高浓度钾可增强大鼠背根神经元超极化电流,Ih,改变Ih的激活过程,从而提高了神经元的兴奋性,产生不正常的动作电位,对神经细胞产生损伤．     

用膜片钳研究CuCl2对萝卜液泡膜SV通道的影响

用膜片钳全液泡记录方式研究了CuCl2对萝卜SV通道的影响.研究表明,SV通道为阳离子选择性通道,细胞质钙可激活此通道,且其表现出钙依赖性.细胞质钙达2mmol/L时,SV通道电流基本上达到饱和.当在外液中加入不同浓度的CuCl2时,SV通道电流有明显的变化.高浓度的铜离子对通道电流有抑制作用,而低浓度(<0.1mmol/L)则增强通道电流.电极内液中的CuCl2对SV通道电流也有抑制作用.这为进一步研究铜离子对植物生理活动的影响以及铜肥对农作物的作用在通道水平上提供重要的依据.     

膜片电极支撑自组装双层脂膜中短杆菌肽离子通道的形成

通过一个两步程序在膜片电极尖端形成自组装双层脂膜：（1）膜片电极尖端沾取成膜液；（2）将吸附成膜液的尖端浸入电解液中，排除尖端多余的成膜液，通过电学方法监测双层脂膜的形成。将短杆菌肽通道蛋白分散在成膜液和电解质溶液中，在制备膜片电极支撑双层脂膜过程中，短杆菌肽重组到双层脂膜中形成离子通道，对通道的一般特性进行了研究，并观察到通道开放和关闭的现象。     

镧对保卫细胞质膜内向钾通道的作用研究

用膜片钳全细胞记录方式研究了La³⁺对蚕豆气孔保卫细胞质膜内向钾通道(K⁺_in)电流的影响. 结果表明, 在细胞外液和细胞内液中的La³⁺对K⁺_in电流都产生抑制作用, 说明在保卫细胞质膜K⁺_in通道的细胞膜外侧和内侧存在La³⁺的结合位点; 在细胞外La³⁺对K⁺_in电流的阻断常数K_i为(2.56±0.25) mmol/L, 在细胞内La³⁺对K⁺_in电流的阻断常数K_i为(1.18±0.11)×10^&#8722;15 mol/L, 可见La³⁺在细胞内比细胞外对K⁺_in电流产生更强的抑制作用, 也说明在蚕豆保卫细胞质膜K⁺_in通道, 细胞膜内侧比外侧存在更强的La³⁺结合位点. 离子通道的活性变化与植物叶片上的气孔运动和植物水分状况密切相关, 这提示稀土对于调节植物的水分散失, 增强植物耐旱性可能具有潜在的应用价值.     

弱激光对神经元钠电流及动作电位特性的影响

利用波长650nm、功率5mW的半导体激光器照射急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经元，应用全细胞膜片钳技术研究其电压门控Na^＋通道及神经元动作电位发放特性．实验发现：弱激光照射使神经元钠通道激活电位向超极化方向移动，钠电流峰值增大，且这种增大作用具有电压依赖性和可逆性．激光作用可显著影响钠通道激活和失活过程，使激活和失活曲线发生移动．弱激光照射降低了神经元静息电位及动作电位阈值．使动作电位幅度增大，时程增加，发放频率减慢．结果表明弱激光作用可诱导神经元钠通道特性改变，影响动作电位特征，进而引起神经元生理功能发生变化．     

光热效应用于光纤光镊焦点位置的研究

光镊是利用光穿过处于系统焦点的物体时产生的动量变化对其施加力的作用,因此确定光镊系统焦点位置是极其重要的.但目前缺少有效确定光镊焦点的方法.本文提出利用测量皮安培量级电流的膜片钳技术,基于光在溶液中产生的光热效应来确定光纤端面出射光斑的焦点.基于水的吸收光谱,选用波长为980 nm、845 nm和功率为100 mW的激光作为光源.由于光热效应引起溶液电导的改变,影响流过玻璃微电极的电流,再用标准温度引起电流变化对膜片器放大器记录的电流标定,将电流值转换成温度值,获得微电极尖端点的温升值.用三维微操纵器控制玻璃微电极的空间位置,获得温度空间分布,从而确定该光斑焦点位置.     

稀土跨膜的荧光法与膜片钳法研究

本文主要对国内稀土离子跨膜运输研究的进展作了评述，着重介绍了用荧光法及膜片钳法研究的结果，并对该领域的研究前景作了展望。     

膜片钳法研究镁离子对萝卜液泡膜SV通道的影响

用膜片钳全液泡记录方式研究了Mg^2＋对萝卜(Raphanus sativus L.)液泡膜上SV通道电流的影响. 结果表明: 用EGTA配位Ca^2＋后, 胞质Mg^2＋不能够代替Ca^2＋来激活SV通道; 外液中不同浓度的Mg^2＋对通道电流有抑制作用, 并且呈一定的浓度依赖性, 用Hill方程拟合浓度依赖性曲线, 得抑制常数K_i＝(1.94±0.11) mmol/L, 而内液中的Mg^2＋不影响通道电流. 这一结果为进一步研究镁对植物生理活动的影响从通道水平提供了重要依据.