[实用新型]一种单个藻细胞膜电位、膜电阻的非损伤性测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能同时测量大型藻细胞膜电位和膜电阻的非损伤性测定装置，操作简单而快速，属于细胞膜电信号分析技术领域。

背景技术

细胞质膜是外源物质诸如药物、毒物、激素等接触最早的靶位，并有多个受体，因此质膜对这些物质的作用特别敏感。故而质膜电生理信号的测定是医学、药理学、病理学、毒理学以及营养吸收和机体的抗逆性等研究领域广泛应用的分析手段。目前，对活细胞膜电位的直接测定与监控，国内外主要采用微电极插入法和膜片钳技术。该类工作需要使用精密的仪表，且操作复杂，须由非常熟练的专家进行。此外，细胞中插入微电极必然降低作为试验对象的细胞的寿命，而组建膜片钳实验系统费用昂贵，试验成本高，普通实验室承担不起，因而其普及受到很大阻力。

近年来，国内外涌现出多种细胞电位测定系统，如细胞电位测定装置、细胞压力和膜电位测定探针、细胞电图仪、亲脂性阴离子荧光探针(DiBAC4)等。其中细胞电位测定装置以矩阵排列的微电极记录细胞放置器中多个细胞的电活动，该系统结构繁杂、干扰因素多、人为误差大，且主要用于多细胞膜电位的测定。细胞压力和膜电位测定探针操作简单，但由于探针尖端刺入被测细胞中，因而造成细胞损伤。细胞电图仪对细胞无损伤或损伤很小，且能瞬时或持续记录细胞电活动和导电性，但该技术只能用于记录贴壁、悬浮培养的动物细胞的电活动。DiBAC4只能反映膜电位改变情况，却无法得出确切的膜电位电压值。因而，大型单细胞膜电位的非损伤性测定存在很大难度。膜同时兼有电阻和电容的符合特征，因此膜电阻和膜电位密切相关，而且均是反映膜电导特性的标志参数，能用一套装置同时测定单细胞的膜电位和膜电阻对研究细胞膜完整性、通透性等重要生理特性有极大意义，而以往的细胞电位测定系统均无法完成无损伤细胞膜电位和膜电阻的同时测定。

发明内容：

本实用新型目的在于提供一种可无损伤性测定大型藻细胞膜电位，并同时测量细胞膜电阻的测定装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：构建一种“管套管”式细胞反应探头，用来无损伤包埋细胞。设计“L”型装置，用于内置细胞反应探头、固定氯化银电极和铂金电极。非插入式氯化银电极固定于“L”装置上，并与“L”型内壁的细胞反应探头相连接，用于采集和记录细胞电导信息。脉冲发生器通过铂金电极与细胞反应探头连接，向细胞提供脉冲电刺激。

细胞反应探头由硅胶管内套有机玻璃管组成“管套管”式装置，其中硅胶管内径略小于实验用氯化银电极外径，保证电极能套在硅胶管上；有机玻管外径稍大于硅胶管内径，而其内径大于细胞直径，保证有机玻璃管和硅胶管之间密封良好，实验过程中无溶液渗入，且细胞不受挤压损伤置于“管套管”装置。有机玻璃管内充灌凡士林用于细胞的固定和封接，而“管套管”上端充有标准浓度(0.1mol·L^-1)氯化钾溶液，作为导电溶液并模拟细胞内溶物，“管套管”上端充有标准浓度(0.1mol·L^-1)氯化钾溶液，作为导电溶液并模拟细胞内溶物，导通细胞和固定于“L”型长电极管的氯化银电极。

电极固定单元为含两个电极管的“L”型玻璃装置。两根氯化银电极分别固定于“L”型玻管的两电极管。长电极管内悬挂细胞反应探头，并存在两个用以固定铂金电极的连接点；“L”型管内充适量细胞缓冲液，用于保持细胞活性并导通细胞和短电极管中氯化银电极。这样沿两电极管就由氯化银电极、氯化钾溶液、试验细胞、细胞缓冲液形成导电回路。氯化钾溶液模拟细胞内电势，通过测量两氯化银电极间电势差即测得藻细胞膜电位。与此同时，与细胞相连的铂金电极在脉冲发生器的控制下每10-15秒对细胞施加脉冲刺激，这样整个系统中产生瞬时电流，因此根据膜电位和瞬时电流可以实现细胞膜电阻的测定。

本实用新型的有益效果是，在测量大型藻细胞膜电位的同时，实现藻细胞膜电阻的测定，并对细胞无损伤或损伤极小，且操作简单，测量准确，可推广应用于以藻细胞为材料的毒理、病理和环境检测等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是藻细胞反应探头

图2是本实用新型的应用原理图

图1中，1、标准浓度氯化钾溶液，2、硅胶管，3、有机玻璃管，4、凡士林，5、藻细胞

具体实施方式

在图1中，在硅胶管2内，套有机玻璃管3，有机玻璃管内充满凡士林4用于包埋和封接实验细胞5，上部硅胶管充有标准浓度氯化钾溶液1，藻细胞5一端浸于氯化钾溶液1，另一端浸于细胞缓冲液9。