細胞膜上生物物理虛擬仿真實驗PPT課件

1、 基于激光共聚焦顯微鏡與膜片鉗的基于激光共聚焦顯微鏡與膜片鉗的 離子通道門控狀態(tài)檢測仿真實驗離子通道門控狀態(tài)檢測仿真實驗大學物理教學中心 2020年6月0101目錄目錄實驗原理實驗原理 0202實驗目的實驗目的 0303背景介紹背景介紹 0404操作演示操作演示 0101背景介紹背景介紹 0505分析與討論分析與討論 背景介紹01背景介紹01 激光器激光器 鹵素燈電源鹵素燈電源 汞燈電源汞燈電源 顯微鏡顯微鏡 LAS_AFLAS_AF 計算機計算機 背景介紹01細胞培養(yǎng)箱細胞培養(yǎng)箱電級拉制儀電級拉制儀 顯微鏡顯微鏡 微操作器微操作器 PulsePulse 屏蔽系統(tǒng)屏蔽系統(tǒng)0101目錄目錄實驗原

2、理實驗原理 0202實驗目的實驗目的 0303背景介紹背景介紹 0404操作演示操作演示 0202實驗目的實驗目的 0505分析與討論分析與討論 實驗目的02 1.1.了解激光共聚焦顯微鏡（了解激光共聚焦顯微鏡（LSCMLSCM）與膜片鉗系統(tǒng)的工作原）與膜片鉗系統(tǒng)的工作原理、實驗過程和在科研工作中的應用；理、實驗過程和在科研工作中的應用； 2.2.完成完成TMEM16ATMEM16A離子通道門控狀態(tài)檢測仿真實驗；離子通道門控狀態(tài)檢測仿真實驗； 3.3.通過實驗加深理解激發(fā)光、熒光、電流放大器與膜電阻通過實驗加深理解激發(fā)光、熒光、電流放大器與膜電阻、膜電位、跨膜電流等概念。、膜電位、跨膜電流等概

3、念。 L Laser scanningaser scanning ConfocalConfocal microscope microscope transmembrane protein 16 Atransmembrane protein 16 A0101目錄目錄實驗原理實驗原理 0202實驗目的實驗目的 0303背景介紹背景介紹 0404操作演示操作演示 0303實驗原理實驗原理 0505分析與討論分析與討論 實驗原理03熒光熒光 電子基態(tài)電子基態(tài) 電子激發(fā)態(tài)電子激發(fā)態(tài) 內轉換內轉換 激發(fā)光激發(fā)光 熒光熒光 實驗原理03熒光熒光 紅移紅移 實驗原理03 熒光熒光 自發(fā)熒光：在短波長的光源照射

4、下自行發(fā)射的熒光自發(fā)熒光：在短波長的光源照射下自行發(fā)射的熒光誘發(fā)熒光誘發(fā)熒光定義：組織與定義：組織與熒光色素熒光色素結合后，經(jīng)短結合后，經(jīng)短波長的光源照射后發(fā)出的熒光波長的光源照射后發(fā)出的熒光熒光探針熒光探針03LSCMLSCM顯微原理顯微原理 光源針孔光源針孔 聚焦平面聚焦平面 分光鏡分光鏡 檢測針孔檢測針孔 實驗原理03激光共聚焦顯微鏡的基本原理激光共聚焦顯微鏡的基本原理 高分辨率的光學切片高分辨率的光學切片 實現(xiàn)三維重建實現(xiàn)三維重建實驗原理03CaCCsCaCCs：Calcium-activated chloride channels, 鈣激活氯通道鈣激活氯通道 TMEM16A：跨膜蛋白

5、：跨膜蛋白16A ATPATP：激活劑：激活劑 GRb1GRb1：激活劑：激活劑 黑線黑線 藍線藍線 紅線紅線 實驗原理03膜片鉗系統(tǒng)的基本原理膜片鉗系統(tǒng)的基本原理 膜片鉗技術是用玻璃微電極探頭吸膜片鉗技術是用玻璃微電極探頭吸管，把只含管，把只含1 13 3個離子通道、面積個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來。由于電極尖端與細吸引封接起來。由于電極尖端與細胞膜的高阻封接，在電極尖端籠罩胞膜的高阻封接，在電極尖端籠罩下的膜片事實上與膜的其他部分從下的膜片事實上與膜的其他部分從電學上已隔離。將膜片內開放所產電學上已隔離。將膜片內開放所產生的電流流

6、進玻璃吸管，用一個膜生的電流流進玻璃吸管，用一個膜片鉗放大器測量電流強度，就得到片鉗放大器測量電流強度，就得到離子通道電流。離子通道電流。 實驗原理03四種基本記錄模式四種基本記錄模式 細胞貼附記錄細胞貼附記錄 膜內向外記錄膜內向外記錄 全細胞記錄全細胞記錄 膜外向外記錄膜外向外記錄 -+-+A1A2細胞細胞外液外液高阻封接高阻封接V Vcmd1cmd1V V1 1V V2 2)(1圖VIVIcmdm實驗原理03膜片鉗系統(tǒng)的基本原理膜片鉗系統(tǒng)的基本原理 無鈣外液無鈣外液 600nM600nM鈣離子外液鈣離子外液 離子通道抑制劑離子通道抑制劑 全細胞模式：全細胞模式：實驗原理03膜片鉗系統(tǒng)的基本

7、原理膜片鉗系統(tǒng)的基本原理 全細胞模式：全細胞模式：內向外模式：內向外模式：0101目錄目錄實驗原理實驗原理 0202實驗目的實驗目的 0303背景介紹背景介紹 0404 04040505操作演示操作演示 操作演示操作演示 分析與討論分析與討論 0101目錄目錄實驗原理實驗原理 0202實驗目的實驗目的 0303背景介紹背景介紹 0404 05050505操作演示操作演示 分析與討論分析與討論 分析與討論分析與討論 分析討論051.1.熒光的發(fā)射波長比激發(fā)波長大還是??？為什么？熒光的發(fā)射波長比激發(fā)波長大還是??？為什么？2.2.什么是熒光探針？你知道哪些熒光探針？什么是熒光探針？你知道哪些熒光探針？3.3.激光共聚焦顯微鏡如何實現(xiàn)對樣品某一層的熒光信息激光共聚焦顯微鏡如何實現(xiàn)對樣品某一層的熒光信息進行掃描？進行掃描？4.4.膜片鉗技術有哪些特點？有幾種細胞電流記錄方式？膜片鉗技術有哪些特點？有幾種細胞電流記錄方式？5.5.離子通道具有哪些特點？離子通道對離子的通透是否離子通道具有哪些特點？離子通道對離子的通透是否具有整流性？具有整流性？6.6.通過仿真實驗，你有何收