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電生理學和瞬態離子流分析，包括測量，例如鈉離子通道，它使細胞膜上的神經電壓發生變化。這些實驗的組成部分是細胞信號傳輸。研究人員用來操縱微量移液器的關鍵但通常是微操作系統。

研究膜上離子流動和由此產生的電勢變化的*簡單方法是在膜的兩側放置電極。古老和流行的方法是在細胞、神經元或其他研究目標內插入微量移液管；然后相對于位于樣品浸泡的外部緩沖液中的參比電極進行電測量。

根據電池的類型，電流可能非常小（皮安到納安范圍）。為了克服噪聲并定量測量電流，使用專門的電路來保持兩個電極之間的設定電勢差，即箝位電壓差。這通常被選擇為零差，即暫時使膜去極化。當膜中的離子通道對膜上電勢的外部誘導擾動做出反應時，保持這種差異所需的瞬態電流被記錄為時間的函數。

圖1. A)移液管靠近細胞壁。

B)在簡單的“細胞附著”膜片鉗研究中，它被放置在一小塊膜上，并施加吸力以形成不透離子的密封。

C)在一些“由內而外”的研究中，移液管被縮回，以“由內向外”的配置分離一些膜。

采樣補丁中的通道數量可以從單個通道到數百個通道不等。

術語“膜片鉗”是指*常見的實驗配置，其中微量移液管的孔徑用于定義測試區域或膜貼片，如圖1所示。低吸力將膜吸入孔中，形成不透離子的密封。通過使用一個非常小的微量移液管孔，可以對含有從單個離子通道蛋白（典型的移液管直徑<0.3μm）到100個離子通道的貼片或膜進行取樣。然后，通過對貼片進行去極化和極化，并觀察表征所研究離子通道的瞬態電流，可以進行“細胞附著”測量。或者，可以增加吸力以破壞膜并物理移除貼片進行隔離研究。巧妙的技巧允許從任何一方以所謂的“由內而外”或“由外而內”的配置進行研究。或者，貼片可以通過抽吸更突然地撕裂，這樣細胞內容物和移液管內部至少暫時是連續的。這允許在另一種配置中進行“全細胞”記錄，而不是用移液管/電極插入細胞刺穿膜。

這些基本方法有許多變體，使研究人員能夠靶向細胞內膜或測量特定的細胞內體積。所有這些都取決于一個或多個移液管電極的jing確XYZ定位。具體而言，它們需要能夠在微米級上精que控制移液管沿其軸向移動，并具有*小的橫向不確定性或誤差。

電生理學共同先qu安德魯·赫胥黎（Andrew Huxley）的原始實驗是使用全機械顯微操作系統進行的。這是基于撓性結構，通過手動轉動精密螺距絲杠來克服金屬撓性結構提供的阻力，從而驅動移液管支架（通常安裝在所謂的膜片鉗放大器的前級探頭上）來控制位置。這種簡單、久經時間驗證的機械撓性結構將適度的分辨率與低成本相結合。一個典型的商業例子是Siskiyou的MX300系列，它利用手動驅動100TPl螺釘和滾珠軸承平移臺，可提供<1μm的分辨率。

圖2.傳統的Huxley-style機械微操作器基于撓性結構，通常包含用于手動調節的撥盤狀旋鈕。Siskiyou的模塊化MX310L系統通過在組件頂部安裝低分辨率載物臺提供粗調，移液管更換由系統底部的旋轉載物臺和剛性機械基準限位裝置支持。

實驗通常在光學顯微鏡下進行，物鏡下的工作距離通常小于2mm。因此，探頭必xu在非常有限的角度范圍內進入樣品。為了在這些限制下實現簡單的探頭/移液管更換，完整的MX310組件包含一個低分辨率的旋轉臺，該旋轉臺配備有一個剛性（可設置的）機械限位裝置。這使得探頭可以從實驗位置轉動出來，然后以運動學保真度返回。通過安裝在精密撓性運動系統的頂部的5軸位移臺模塊，可以選擇性地提供粗調。同樣這些軸也是手動驅動的，但使用20TPl螺釘。沿著標準移液管軸，*終jie果是20mm的粗調位移和2mm的精調位移。

圖3.在電生理學研究中，顯微鏡物鏡下的有限實驗空間意味著微量移液管電極只能在非常窄的角度范圍內引入。

Huxley式的撓性結構主要針對教學實驗室應用進行了優化，在這些應用中，典型的實驗需要較低的分辨率，并且針對較大的細胞（直徑為50μm至1mm）。與其他微操作器系統相比，MX310具有教學實驗室所需的堅固耐yong和低成本，盡管設計有點笨重。

MX310產品特點

? 經典Huxley撓性結構設計

? 100 TPI精密調節

? 20 TPI粗調

? 可固定直徑為3至10 mm的安裝桿

MX310性能參數

MX310參考圖紙

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