细胞内微电极尖的削磨

细胞内微电极的应用日益增多,如研究神经细胞膜的电学性质及其离子通透情况,尤其是近年来建立离体脑片技术得以进行较长时间稳定的细胞内放电记录,更使学者乐于应用这种电极进行探索。细胞内微电极要求其尖端很细而且锐利,有利于刺入细胞并使细胞损伤减至最低程度。但微电极的电阻主要在其尖端,尖端变细则电阻急剧上升。电阻增大又使噪音变大,并因负电容补偿困难而导致波形失真。电阻超过80mΩ的微电极其电学性质趋于不稳,通过这种微电极向细胞内注入电流也成问题。目前较好的解决办法是将制好的微电极尖端加以斜磨,使其尖端既尖锐而电阻又小,便于穿刺细胞膜,且不易阻塞。由于斜磨口不大,也不存在     

应用线性硅电极阵列检测海马场电位和单细胞动作电位

近年来,硅材料微电极阵列发展迅速,μ为研究大脑神经细胞活动的时空特性提供了理想的手段.考察了线性硅材料微电极阵列在神经细胞电位检测中的稳定性,以及对于单细胞动作电位检测的有效性.实验结果表明,在麻醉大鼠海马CA1区场电位记录中,上下移动记录微电极200μm,对于正向和反向诱发电位的记录几乎没有影响,说明,线性微电极阵列对于神经细胞的损伤很小,检测性能稳定.电极阵列上处于细胞胞体层的测量点可以有效地记录到CA1神经细胞的动作电位发放,同一记录点上可以清楚地分辨出数个不同神经细胞的发放电位.实验结果显示了硅电极阵列操作简便、检测信号稳定和获取信息多等特点,对于开展微电极阵列应用研究的工作人员具有借鉴作用.     

一种新型金属微电极的制备方法

在利用微电极技术进行动物脑功能研究的急性和慢性实验中,常用环氧树酯绝缘漆作钨丝微电极的绝缘。此方法程序繁琐,电极绝缘性能较差,重复使用率低。我们结合自己的经验进行了绝缘的金属微电极探索,现扼要介绍在钨丝尖端紧包一薄层玻璃的微电极制备步骤。 1.准备直径为200～250μm、长10cm的挺直钨丝及长7cm、外径2mm、内径0.6mm的GG17厚壁玻璃毛细管。 2.把多根钨丝的一端排齐夹好,成排地浸入75％     

原代单层培养的大鼠搏动心肌细胞内电位的记录方法

自发性节律搏动是原代单层培养心肌细胞的一个重要特征。培养心肌细胞的平均直径较小,自发性节律搏动频率较快。用玻璃微电极记录培养心肌细胞的电位,穿刺成功率较低,且难以稳定在细胞内。我们采用加硅涂层的玻璃微电极方法能在单层搏动培养心肌细胞内稳定地记录1h以上。 所用玻璃微电极是由内含玻璃纤维,外径为1mm的毛细管加热后,经两次拉曳,得到颈长15mm,尖端直径<0.1μm,长度为2～3μm的微电极。并在管内灌入3mol/L KCl溶液,直流电阻为30～50MΩ。在微电极灌注电解质液后,将其尖端浸在含2％二甲基二氯硅烷的四氯化碳溶液内硅化数秒钟。     

人体躯体感觉和本体感觉初级传入活动研究的进展

1966年Vallbo和Hagbarth等创建了钨丝微电极法,可从人体周围神经记录到单一的神经电活动。1980年Torebjork等在超微记录技术的基础上又发展了超微神经刺激技术。由于这些实验方法的建立和应用,才可能对各类纤维传入活动所引起的感觉以及在各种实验条件下感觉的性质、强度和部分进行系统的研究。一、神经束和单根神经纤维内冲动的传播若将微电极经人体完整皮肤插入周围感觉神经束,同时,在它支配的远心端皮区给予电刺激,可记录到全谱系的神经电活动。各类电活动的幅度由刺激参数、传导距离、电极尖端的大小和形状以及它在神经束内的位置所决定。当电极位于神经束外或靠近神经束时,只能记录到低幅度A类快传导纤维的电位。当电极插入适当的神经束内时,可见到多单位的神经     

介绍一种制作钨微电极的简便方法

本文介绍了一种制作钨微电极的简便方法。选用直径为0.2～0.5mm的钨丝,任意长度,拉直后置入电炉上熔融的NaNO_2中进行热蚀,尖端的形状和粗细可任意掌握,直径可达1μ以下。经环氧绝缘漆绝缘后,穿过硬脑膜可以持续记录神经元放电5小时以上。     

記录单个神經细胞放电用的负电容补偿式高输入阻抗前置放大器

为了记录单个神经细胞发放的电脉冲,需要使用尖端极细(小于1微米)的微电极,其阻抗通常高达10—100兆欧,这就要求前置放大器的输入阻抗必须达到1,000兆欧左右。一般地说,神经细胞的放电是一个很快的尖脉冲,其     

可预置的数字指示步进电机微推进器

电生理学实验中使用的各类型微推进器,用于推动微电极。电极刺入实验动物的指定细胞组织内,要求动作平稳,行程准确;传动机构运动停止后,微电极移动毕无滞后现象;微电极退出后,能反复精确地再次刺入原细胞。目前,国內使用的机械式和液压式微推进器,尚不能严格地满足上述要求。 60年代末期,瑞典的Eide氏报道了由步进电机驱动的微推进器,每个脉冲进或退2微米。其原理是     

新生大鼠离体脊髓薄片侧角中间外侧核细胞的电生理特性

在新生大鼠离体脊髓薄片的中间外侧核作细胞内记录,研究细胞膜的静态与动态电生理特性。细胞的静息电位(RP)变动于-46—-70mV,膜的输入阻抗为108.3±67.9MΩ(X±SD,下同),时间常数9.9±5.6ms,膜电容138.6±124.2pF。用去极化电流进行细胞内刺激时,大部份细胞(85.4％)能产生高频率连续发放,其余细胞(15.6％)仅产生初始单个发放。胞内直接刺激引起的动作电位(AP)幅度为63.4±9.0mV,时程2.4±0.6ms,阈电位水平在RP基础上去极18.7±6.2mV。大部份细胞的锋电位后存在明显的超极化后电位,其幅度为5.1±2.7mV、持续90±31.8ms。刺激背根可在记录细胞引起EPSP或顺向AP,少数细胞尚出现IPSP。而刺激腹根则可引起逆向AP。     

大鼠皮质脊髓束神经电信号的记录与分析方法研究

目的：探索皮质脊髓束（CST）电生理信号的采集记录方法,分析描述电信号的特征,从而为通过植入式微电极阵列进行信号采集的记录方法建立一定的实验基础,为将来进一步研究脊髓损伤修复与功能重建提供有价值的神经电生理基础资料。方法：使用神经信号采集处理系统（Cerebus System）,在SD大鼠的脊髓T8节段处的皮质脊髓束内通过插入微电极,记录大鼠皮质脊髓束神经电信号。利用神经信号分析软件Offline Sorter、Neuroexplorer对已存储的信号文件进行波形特点的描述,包括波长、波幅、放电频率、同一电极上记录到的不同放电单元之间的同步性、两根电极上记录到的不同放电单元之间的同步性、放电信号的峰间期（ISI）分析等。结果：长时间稳定记录到连续的皮质脊髓束自发放电信号,一般在同一电极上记录到3~4个来自不同放电单位（细胞）的放电信号。皮质脊髓束自发放电信号的波形呈双向型,波宽为0.6~1.3 ms,波幅为百μV级。在多次实验状态下均能达到很高的信噪比,信号采集效果理想。经快蓝（LFB）染色确认记录电极尖端位于皮质脊髓束内。结论：本实验采用Cere-bus神经信号采集处理系统,利用记录电极可在大鼠的皮质脊髓束内较长时间稳定地记录到较为稳定的微伏级神经电信号,并可进行有意义的神经电信号特征分析,为进一步研究脊髓损伤修复与功能重建提供了有价值的神经电生理基础资料。     

蛙离体单根有髓鞘神经纤维静息电位与动作电位细胞内记录方法

本文介绍一种记录蛙离体单根有髓鞘神经纤维的静息和动作电位的细胞内记录方法,包括神经干标本的制作和固定、微电极和刺激电极的制备、简易防震和静息与动作电位的记录.该方法记录的静息电位和动作电位幅值,在30min 内可保持相对稳定。     

大鼠下丘脑薄片视上核神经元的细胞内生物电记录

从成年Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ大鼠用振动切片机制备含有视上核的下丘脑冠状薄片（５００μｍ厚）,并对视上核神经元（ｎ＝１７）进行常规细胞内生物电记录。测得静息电位－６０±８ｍＶ,膜输入电阻１７３±５８ＭΩ,时间常数１０．２±３．９ｍｓ,动作电位幅度６５±１２ｍＶ,阈电位－４４±７ｍＶ,由Ｉ─Ｖ曲线测得斜率电阻１５８±６２ＭΩ,大部分细胞还显示内向整流特性。在静息电位状态下,５７％细胞保持静息,４３％有自发锋电位发放。细胞的锋电位发放模式７８％为时相型,２２％为持续型。外源性去甲肾上腺素（ｎ＝７）或谷氨酸钠（ｎ＝５）可引起伴有膜电阻减小的去极化反应,并可导致锋电位的串发放。     

硝酸士的宁对刺激鲫鱼脊髓诱发的Mauthner细胞胞内电位变化的影响

目的探索肌注硝酸士的宁对刺激鲫鱼脊髓所诱发的M细胞胞内电位变化的影响。方法运用微电极穿刺技术记录M细胞的胞内电位变化。结果肌注硝酸士的宁后逆向动作电位后突触后电位（PSPs）的幅度升高,持续时间增加,并可在此基础上暴发动作电位。结论从脊髓到M细胞的传入通路中可能有抑制性递质甘氨酸的释放和相应受体的存在,其与兴奋性递质一起调节M细胞兴奋性,从而使M细胞的活动与整体一致。     

一氧化氮和K+通道参与乙酰胆碱引起的大鼠离体输精管平滑肌细胞超极化

本文旨在探讨大鼠新鲜离体输精管平滑肌细胞中乙酰胆碱（acetylcholine,ACh）引起超极化反应的机制,采用细胞内微电极记录技术和细胞内荧光标记技术研究ACh对大鼠输精管不同走行方向平滑肌细胞的作用。用尖端含0．1％碘化吡啶（propidium iodide,PI）的记录电极标记电生理记录后的平滑肌细胞,其中37个为外层纵行细胞,17个为内层环行细胞。它们的平均静息膜电位分别为（-53．56±3．88）mV和（-51．62±4．27）mV,膜输入阻抗分别为（2245．60±372．50）MQ和（2101．50±513．50）MQ。ACh引起的膜超极化反应是浓度依赖性的,EC50为36 μmol／L。ACh引起的超极化反应可被非选择性的毒草碱（muscarinic receptor,M）受体阻断剂阿托品（atropine,1 μmol／L）和选择性的M3受体阻断剂diphenylacetoxy-N-methylpiperidine-methiodide（DAMP,100nmol/L）阻断。ACh引起的超极化还能被一氧化氮合酶抑制剂L-硝基-精氨酸甲酯（N-nitro-L-arginine methylester,L．NAME,300μmol／L）阻断,并可被ATP敏感的钾通道阻断剂glipizide（5μmol／L）或内向整流钾通道阻断剂钡离子（50μmol／L）部分阻断。Glipizide和钡离子联合使用可完全阻断ACh引起的超极化反应。上述结果表明：ACh通过作用于大鼠输精管平滑肌细胞膜上的M3受体引起超极化反应,一氧化氮、ATP敏感性钾通道和内向整流钾通道参与了ACh引起的超极化反应。     

刺激迷走神经引起的鲫鱼Mauthner细胞顺向激活

目的 :研究迷走神经感觉传入信息对Mauthner细胞 (M细胞 )兴奋性的影响。方法 :刺激鲫鱼迷走神经 ,并运用微电极穿刺技术记录鲫鱼M细胞胞内电位变化。结果 :在M细胞胞内记录到分级的、复合的兴奋性突触后电位(EPSP) ,分为第一成分和第二成分。随着刺激强度的增大 ,EPSP的幅度增大 ,反应持续时间延长。当刺激强度足够大时 ,在第一成分或第二成分的基础上可爆发动作电位。结论 :①刺激迷走神经可引起M细胞顺向激活 ,这与以往的观点不同 ;②从迷走神经到M细胞的感觉传入通路可能由含有兴奋性和抑制性成分的不同种类的神经链构成 ,M细胞的兴奋性取决于兴奋和抑制之间的相互关系     

一个消除刺激伪迹的电路

本文介绍一种采用取样-保持原理的刺激伪迹抑制电路,该电路可用于记录脑电波时消除刺激伪迹,也可用于微电极记录细胞单位放电实验中,在刺激伪迹干扰背景中检出细胞放电脉冲。本电路简单、有效,并经实验使用。     

聚3，4乙烯二氧噻吩修饰的新型碳纳米管纤维电极及其电化学性能评价

目的 植入式脑机接口在神经疾病的治疗方面已经得到了广泛应用，治疗的效果依赖于与神经组织接触的电极。与刚性材料制作的电极相比，碳基微纤维电极尺度小、生物兼容性好、组织炎症反应小，可以减少植入后的异物反应，改善神经记录信号的信噪比，可以长期保持稳定的电极特性。方法 本文设计了一种柔性碳纳米管（carbon nanotubes，CNTs）纤维电极的修饰方法，该方法采用电化学聚合的方式可以将聚3,4-乙烯二氧噻吩（poly（3,4-ethylenedioxythiophene），PEDOT）薄膜沉积到CNTs纤维电极上，作为微电极涂层。为了证明修饰涂层在电极表面具有良好的机械稳定性，对修饰电极进行了超声处理。此外，本文将PEDOT薄膜沉积到ITO玻璃上，评价了PEDOT薄膜的生物相容性。结果 恒电流方式在CNTs纤维电极表面沉积的PEDOT涂层降低了电极的电化学阻抗，提高了电极的电化学性能，且PEDOT沉积的时间越长阻抗减少的幅度越明显。对电极进行超声处理后，电极的电化学阻抗没有产生显著变化，说明超声处理后PEDOT涂层剥离较少，证明了修饰涂层在电极表面具有良好的机械稳定性。最后，细胞实验表明，PEDOT薄膜具有与ITO导电玻璃相当的细胞相容性。结论 PEDOT薄膜可以提高CNTs纤维电极的稳定性，有望提高脑机接口系统的寿命和可靠性，具有应用于长时间记录神经电信号的前景。     

选择性微电极在植物生理学研究中的应用

选择性微电极技术是一种不仅能直接测定活的生物细胞或细胞器内的离子或分子活度,而且能对活的生物相邻的位置、功能和代谢速率可能不同的特定微区细胞表面的离子或分子流（flux）分别测定的电生理方法。具有操作简便、实时、非损伤性（测定离子或分子流）、灵敏度高（可达10^-12moles cm^-2s^-1）等优点。因为它是用微型化（尖端直径为0.5-5μm）的离子或分子选择性电极直接对准样品测定,不同于其他化学测定需取样品,所以能连续测定和自动监测,具有广阔的应用前景。该文阐述了选择性微电极测定原理,总结了选择性微电极技术在植物生理学研究中的应用进展,并展望了其发展前景。     

在哺乳动物心肌中可记录出钠-钙交换电流

产电性Na-Ca 交换是心肌细胞膜排Ca~(2 )的重要机制,其交换率为3 Na∶/Ca。日本Kimura 用细胞灌流和全细胞电压钳制术,首次直接记录到外向Na-Ca 交换电流。用宽斜面玻璃管(直径4～5μm,阻抗1～2MΩ)将溶液注入豚鼠心室肌细胞。配制的浸浴液和管溶液可阻断大多数通道电流和产电性Na-K 泵,以减少时间依赖性电流成分,使电流-电压(I-V)近乎为直线关系。实验先用不含Na~ 的胞内溶液和不含游离Ca~(2 )的胞外溶液灌流,再灌流1 mmol/L Ca~(2 ),外向膜电     

新生大鼠海马培养神经元电生理参数测定及神经递质的作用观察

采用微电极技术对分散培养的新生大鼠海马神经元进行细胞内记录,对其被动膜电性质、Ⅰ－Ｖ关系曲线、动作电位等进行了观察。测得静息电位为－６４±１１ｍＶ（ｎ＝９６）,膜阻抗为８０±２０ＭΩ,时间常数５．６±１．４ｍｓ,动作电位幅度６９±７ｍＶ（ｎ＝１５）,阈电位－４８±８ｍＶ,超射值７±３ｍＶ。利用压力脉冲微量给药技术将乙酰胆碱或谷氨酸钠施加于所观察的细胞表面,发现二者均引起神经元去极化,并伴有强烈的放电反应。证明新生大鼠海马培养神经元细胞内记录是一种稳定可靠的电生理学研究方法。