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电生理学和瞬态离子流分析，包括测量，例如钠离子通道，它使细胞膜上的神经电压发生变化。这些实验的组成部分是细胞信号传输。研究人员用来操纵微量移液器的关键但通常是微操作系统。

研究膜上离子流动和由此产生的电势变化的*简单方法是在膜的两侧放置电极。古老和流行的方法是在细胞、神经元或其他研究目标内插入微量移液管；然后相对于位于样品浸泡的外部缓冲液中的参比电极进行电测量。

根据电池的类型，电流可能非常小（皮安到纳安范围）。为了克服噪声并定量测量电流，使用专门的电路来保持两个电极之间的设定电势差，即箝位电压差。这通常被选择为零差，即暂时使膜去极化。当膜中的离子通道对膜上电势的外部诱导扰动做出反应时，保持这种差异所需的瞬态电流被记录为时间的函数。

图1. A)移液管靠近细胞壁。

B)在简单的“细胞附着”膜片钳研究中，它被放置在一小块膜上，并施加吸力以形成不透离子的密封。

C)在一些“由内而外”的研究中，移液管被缩回，以“由内向外”的配置分离一些膜。

采样补丁中的通道数量可以从单个通道到数百个通道不等。

术语“膜片钳”是指*常见的实验配置，其中微量移液管的孔径用于定义测试区域或膜贴片，如图1所示。低吸力将膜吸入孔中，形成不透离子的密封。通过使用一个非常小的微量移液管孔，可以对含有从单个离子通道蛋白（典型的移液管直径<0.3μm）到100个离子通道的贴片或膜进行取样。然后，通过对贴片进行去极化和极化，并观察表征所研究离子通道的瞬态电流，可以进行“细胞附着”测量。或者，可以增加吸力以破坏膜并物理移除贴片进行隔离研究。巧妙的技巧允许从任何一方以所谓的“由内而外”或“由外而内”的配置进行研究。或者，贴片可以通过抽吸更突然地撕裂，这样细胞内容物和移液管内部至少暂时是连续的。这允许在另一种配置中进行“全细胞”记录，而不是用移液管/电极插入细胞刺穿膜。

这些基本方法有许多变体，使研究人员能够靶向细胞内膜或测量特定的细胞内体积。所有这些都取决于一个或多个移液管电极的jing确XYZ定位。具体而言，它们需要能够在微米级上精que控制移液管沿其轴向移动，并具有*小的横向不确定性或误差。

电生理学共同先qu安德鲁·赫胥黎（Andrew Huxley）的原始实验是使用全机械显微操作系统进行的。这是基于挠性结构，通过手动转动精密螺距丝杠来克服金属挠性结构提供的阻力，从而驱动移液管支架（通常安装在所谓的膜片钳放大器的前级探头上）来控制位置。这种简单、久经时间验证的机械挠性结构将适度的分辨率与低成本相结合。一个典型的商业例子是Siskiyou的MX300系列，它利用手动驱动100TPl螺钉和滚珠轴承平移台，可提供<1μm的分辨率。

图2.传统的Huxley-style机械微操作器基于挠性结构，通常包含用于手动调节的拨盘状旋钮。Siskiyou的模块化MX310L系统通过在组件顶部安装低分辨率载物台提供粗调，移液管更换由系统底部的旋转载物台和刚性机械基准限位装置支持。

实验通常在光学显微镜下进行，物镜下的工作距离通常小于2mm。因此，探头必xu在非常有限的角度范围内进入样品。为了在这些限制下实现简单的探头/移液管更换，完整的MX310组件包含一个低分辨率的旋转台，该旋转台配备有一个刚性（可设置的）机械限位装置。这使得探头可以从实验位置转动出来，然后以运动学保真度返回。通过安装在精密挠性运动系统的顶部的5轴位移台模块，可以选择性地提供粗调。同样这些轴也是手动驱动的，但使用20TPl螺钉。沿着标准移液管轴，*终jie果是20mm的粗调位移和2mm的精调位移。

图3.在电生理学研究中，显微镜物镜下的有限实验空间意味着微量移液管电极只能在非常窄的角度范围内引入。

Huxley式的挠性结构主要针对教学实验室应用进行了优化，在这些应用中，典型的实验需要较低的分辨率，并且针对较大的细胞（直径为50μm至1mm）。与其他微操作器系统相比，MX310具有教学实验室所需的坚固耐yong和低成本，尽管设计有点笨重。

MX310产品特点

 经典Huxley挠性结构设计

 100 TPI精密调节

 20 TPI粗调

 可固定直径为3至10 mm的安装杆

MX310性能参数

MX310参考图纸

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