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內容介紹
《細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術》主要內容為：細胞膜的電學效應及其等效電路的分析，膜片鉗實驗係統工作原理、僞跡信號的消除和各種誤差的補償，電極的製備與溶液的配製，降低噪聲和排除乾擾的方法，膜片鉗實驗操作步驟與注意事項，膜片鉗技術的擴展性應用，細胞電生理實驗標本的製備，各種離子通道的生物物理及電生理學特性，細胞電生理學常見問題解答等，其中穿插與電生理學相關的電學基礎知識、細胞電生理實踐經驗的介紹以及對某些理論問題較為深入的探討。


作者介紹
關兵纔，1988年畢業於蘭州大學生物係，獲理學學士學位；1993年畢業於同濟醫科大學生理學專業，獲醫學碩士學位；2004年~2007年在美國俄勒岡健康科學大學從事博士後研究；2007年～2008年於新加坡國傢心髒中心做助研。因個人興趣及環境條件使然，在電學、物化等電生理相關學科有較紮實的基礎，對電生理的理解有一定獨到之處，並有較豐富的實踐經驗，曾首次將全細胞膜片鉗技術成功應用於耳蝸螺鏇動脈段的在位平滑肌細胞。主要從事初級感覺傳入信息的調製、血管細胞間縫隙連接以及細胞電生理技術本身的研究。發錶學術論文20餘篇,曾獲湖北省自然科學優秀學術論文一等奬、武漢市優秀科技論文二等奬。現為生理學副教授、電生理高級實驗師。
另外，提倡科學思維與哲學思想的再融閤，並對太極拳學、英國語言文學等有較深入的涉獵，著有《英語學習之路》（外文齣版社）等。

關聯推薦
《細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術》適閤於細胞電生理實驗研究人員，尤其是日益增多的膜片鉗使用者，並可以嚮醫學和生物學領域的教師及研究生介紹不易理解的細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術。
作者對細胞電生理及膜片鉗技術這些不容易理解的電生物物理學問題做瞭詳細的闡述，非常值得相關學科研究人員參考使用。

目錄
前言
第*章 緒論
第*節 細胞電生理學及其技術概述
第二節 細胞電生理學發展簡史
第三節 怎樣學習掌握細胞電生理學及其技術
一、調整改善電生理學工作者的知識結構
二、理論與實踐相互促進
主要參考文獻

第二章 細胞膜電學效應基本原理
第*節 離子通道與跨膜離子濃度梯度共同構成“微電池”
一、離子通道與其可通透的離子構成以離子的平衡電位為電動勢的濃差電池
二、離子平衡電位的計算——Nernst公式
三、體液中主要離子的平衡電位
四、離子通道的電導及用一段含源電路的歐姆定律描述離子通道
五、離子電流的反轉電位（零電流電位）初說
第二節 細胞膜及細胞內液、細胞外液的電容效應
第三節 離子泵的雙重電學效應
一、離子泵的活動既是通道電源效應的前提，本身又可直接産生電源效應
二、鈉鉀泵電流的平衡電位
第四節 其他膜轉運蛋白的電學效應
一、細胞膜上的其他轉運蛋白
二、例解：鈉鈣交換體及其平衡電位
第五節 細胞膜的電路模型及其初步分析
第六節 細胞膜對離子的通透性與GoldmanHodgkinKatz方程
一、離子的擴散與在電場中的運動：擴散係數與離子淌度及其影響因素
二、膜對離子的通透性與電導
三、GHK電流方程和電壓方程
主要參考文獻

第三章 膜片鉗技術基本理論與方法
第*節 膜片鉗技術概述
一、“膜片鉗”的基本含義
二、膜片鉗記錄的基本構型
第二節 膜電位鉗製條件下檢測膜電流的意義簡析
一、為何在細胞電生理學研究中常需要鉗製膜電位？
二、膜電位鉗製在穩恒水平時的通道電流簡析
三、當膜電位從一個鉗製水平階躍到另一水平時的通道電流簡析
四、再說反轉電位
第三節 膜片鉗技術基本原理
一、膜電位鉗製和電流檢測的實現
二、電流鉗製與膜電位的監測
第四節 偏移電位的補償
一、什麼是偏移電位
二、為什麼要補償偏移電位
三、怎樣補償偏移電位及其變化（主要是液接電位的變化）
四、液接電位的測量
五、不同記錄構型下的偏移電位補償
六、局部灌流産生的界麵電位和改變浴液Cl-濃度引起的電極電位改變的補償
七、結語
第五節 電壓鉗模式下的電容補償和串聯電阻補償
一、電容補償
二、串聯電阻的補償
第六節 漏電流的含義及其減除的意義和方法
一、漏電流的含義
二、膜片鉗中的漏電流減除
第七節 膜片鉗實驗中信號的基本處理——濾波與采樣
一、濾波
二、采樣
第八節 細胞浴液和電極內液的配製及保存
一、細胞浴液
二、電極內液
第九節 膜片鉗實驗用電極的製備和安裝
一、Ag/AgCl電極絲和玻璃微電極的製備
二、接地電極和記錄電極的安裝
第十節 膜片鉗實驗基本操作步驟、細節說明及注意事項
一、全細胞式膜片鉗基本操作步驟、細節說明及注意事項
二、單通道記錄基本操作說明
三、其他注意事項
第十一節噪聲與乾擾及其排除方法
一、膜片鉗記錄係統本身的噪聲
二、乾擾及其排除方法
第十二節穿孔全細胞膜片鉗技術
一、概述
二、常用穿孔劑的作用特點和使用方法
三、穿孔全細胞膜片鉗技術的優缺點
主要參考文獻

第四章 膜片鉗技術的擴展性應用
第*節 離體腦片膜片鉗記錄技術
一、離體腦片的製備及培養
二、腦片膜片鉗記錄的實驗裝置
三、離體腦片膜片鉗記錄的基本操作步驟
四、離體腦片膜片鉗記錄的應用
五、腦片膜片鉗記錄技術的幾點說明
第二節 應用膜片鉗技術檢測細胞的分泌活動
一、全細胞記錄構型的等效電路
二、膜電容檢測的時域法
三、膜電容檢測的頻域法
四、膜電容檢測示例
五、膜電容檢測技術相關問題的討論
第三節 穿孔囊泡外麵朝外式單通道記錄
第四節 高阻封接宏膜片鉗記錄
第五節 鬆膜片鉗技術
一、概述
二、鬆膜片鉗技術的實施方案
第六節 巨裁膜片鉗技術
主要參考文獻

第五章 自動膜片鉗技術
一、自動膜片鉗技術原理
二、傳統膜片鉗技術與自動膜片鉗技術比較
三、自動膜片鉗技術的應用
四、結語與展望
【附】自動膜片鉗儀器簡介
主要參考文獻

第六章 細胞電生理實驗標本的製備及記錄中的加藥方式
第*節 細胞電生理實驗標本的製備
一、急性或新鮮分離細胞標本
二、培養細胞標本
三、錶達細胞
四、腦片標本
五、微動脈段標本
六、溶液的配製
第二節 細胞電生理實驗中的加藥方式
一、細胞外給藥
二、細胞內給藥
主要參考文獻

第七章 鈉通道
第*節 電壓門控性鈉通道概述
一、電壓門控性鈉通道的分子結構
二、電壓門控性鈉通道的命名和分類
三、電壓門控性鈉通道的基因
四、電壓門控性鈉通道的功能
第二節 電壓門控性鈉通道的離子通透性和門控機製
一、電壓門控性鈉通道的通透性
二、電壓門控性鈉通道的門控機製
第三節 電壓門控性鈉通道的生物物理學特徵
一、電壓門控性鈉通道的電流電壓關係麯綫
二、電壓門控性鈉通道的激活與失活特徵
第四節 常用鈉通道調節劑及作用機製
一、鈉通道工具藥
二、局部麻醉藥
三、抗癲癇藥
四、Ⅰ類抗心律失常藥
主要參考文獻

第八章 鈣通道
第*節 概述
第二節 電壓門控性鈣通道的結構及生物物理學特性
第三節 電壓門控性鈣通道的離子通透性和門控機製
一、電壓門控性鈣通道的選擇性和通透性
二、電壓門控性鈣通道的門控機製
第四節 各類電壓門控性鈣通道的特徵、分布和功能
一、L型鈣通道
二、T型鈣通道
三、P/Q型鈣通道
四、N型鈣通道
五、R型鈣通道
第五節 電壓門控性鈣通道的藥理特性
一、激動劑
二、阻滯劑
三、藥物作用機製
第六節 其他類型鈣通道
一、受體操縱性鈣通道
二、鈣庫調控性鈣通道
三、IP3受體
四、ryanodine受體
主要參考文獻

第九章 鉀通道
第*節 電壓門控性鉀通道概述
第二節 鉀通道的結構及功能特性
一、鉀通道對鉀離子的選擇性
二、鉀通道的門控結構
三、電壓門控性鉀通道的電壓敏感性
四、電壓門控性鉀通道的失活
第三節 不同種類電壓門控性鉀通道的電生理記錄方法
一、A型鉀通道
二、延遲外嚮整流鉀通道
三、介導M電流的電壓門控性鉀通道
四、超速激活的延遲整流鉀通道
第四節 電壓門控性鉀通道的生理功能及病理意義
第五節 電壓門控性鉀通道的藥理特性
第六節 其他類型鉀通道
一、鈣激活的鉀通道
二、內嚮整流性鉀通道
三、雙孔區鉀通道
四、內嚮整流性鉀通道、雙孔區鉀通道與電壓門控性鉀通道亞基的基本結構比較
主要參考文獻

第十章 氯通道
第*節 鈣激活的氯通道
一、CACC通道的分子基礎
二、CACC通道拓撲結構
三、CACC通道的生理作用
四、CACC通道的生物物理學特性
五、CACC通道離子通透及門控機製
六、常用CACC通道調節劑及作用機製
第二節 電壓依賴性氯通道
一、ClC通道傢族簡介
二、ClC通道的拓撲及三維結構
三、ClC通道的生理作用
四、ClC通道的生物物理學特性
五、ClC通道離子通透性及門控機製
六、常用ClC通道的調節劑
第三節 環核苷酸激活的氯通道
一、環核苷酸激活的氯通道簡介
二、CFTR通道的結構及生理特性
三、CFTR通道的生理功能
第四節 細胞體積調節的氯通道
一、細胞體積調節的氯通道簡介
二、細胞體積調節的氯通道生理學特性
第五節 氯通道研究及分析方法
一、氯通道研究中電極內外液構成及注意事項
二、Ussing槽和短路電流記錄方法
主要參考文獻

第十一章配體門控離子通道
第*節 配體門控離子通道的界定
第二節 尼古丁型膽堿能受體通道
一、尼古丁型膽堿能受體通道概述
二、尼古丁型AChR的激活與阻斷
三、尼古丁型ACh受體激活電流的濃度效應關係
四、尼古丁型ACh受體通道功能的彆構性調製
第三節 5羥色胺3受體通道
一、5羥色胺3受體通道概述
二、5HT激活電流的濃度效應關係
三、5HT激活電流的電流電壓關係
四、5HT3R功能的調製
第四節 γ氨基丁酸A型受體通道
一、γ氨基丁酸A型受體通道概述
二、GABAAR功能的調製
第五節 離子型榖氨酸受體
一、離子型榖氨酸受體概述
二、離子型榖氨酸受體的功能特徵和意義
三、NMDAR的亞基組成及其配體
四、AMPAR與NMDAR的協同作用
五、NMDAR介導電流的調製
第六節 離子型ATP（P2X）受體通道
一、離子型ATP（P2X）受體通道
二、P2XR功能的調製
第七節 LGIC的錶型和基因型的關係
一、軀體感覺傳入神經元P2XR的錶型與基因型的關係
二、內髒感覺傳入神經元P2XR的錶型與基因型的關係
第八節 酸感受性離子通道的電生理研究
一、酸感受性離子通道概述
二、大鼠DRG神經元4種類型H+門控離子通道電流
第九節 TRP通道的電生理研究
一、TRP通道概述
二、TRP通道與溫度感覺及傷害性感覺
三、TRPV通道
第十節 GPCR對LGIC功能的調節作用
一、緩激肽受體激活對5TH3受體介導電流的增強作用
二、縮宮素受體激活對P2X受體介導電流的負性調製作用
三、P物質激活其NK1受體對GABAAR及5HT3R功能的反嚮調製作用
主要參考文獻

第十二章細胞電生理學常見問題解答
一、什麼是膜輸入電阻、膜電阻、膜比電阻、被動膜電阻、膜輸入電容？
二、什麼是時間常數和空間常數？
三、膜片鉗中的命令電壓、維持電壓、刺激電壓有何區彆？
四、什麼是維持電流？
五、膜電位升高、降低、增大、減小的使用是否有統一規定？
六、什麼是通道的整流特性？
七、入口電阻和串聯電阻是否是一迴事？
八、為什麼用於量效關係麯綫擬閤的Hill方程在不同文獻中形式不同？Hill係數的含義是什麼？
九、什麼是尾電流？測定尾電流有何意義？
十、Rundown、脫敏、失活、衰減幾個概念有什麼區彆？
十一、請解釋電壓依賴性離子通道的激活、失活、去活、復活幾個概念
十二、如何獲得電壓門控離子通道的激活麯綫和失活麯綫？
十三、在全細胞膜片鉗的電壓鉗模式下，把維持電位設定於靜息電位水平，為什麼加入神經興奮性藥物還會引起電壓依賴性通道（如鈉通道）開放而産生動作電流？
十四、全細胞膜片鉗實驗中，因串聯電阻的影響造成的鉗位誤差有何基本規律？
十五、細胞膜對不同離子的電導之比等於通透係數之比嗎？
十六、電極內液和細胞浴液的滲透壓哪個略大為宜？
十七、膜片鉗實驗中電極與細胞膜之間封接不佳對電流記錄有什麼影響？
十八、Nernst平衡電位、GoldmanHodgkinKatz平衡電位和Donnan平衡電位有什麼區彆？
十九、什麼是漏電流？
二十、什麼是門控電流？
二十一、什麼是窗口電流？
二十二、EGTA、EDTA和BAPTA的作用有何不同？
二十三、膜片鉗實驗中，電極進入浴液後電流基綫漂移該如何處理？
二十四、膜片鉗初學者使用Axon膜片鉗實驗係統如何起步？
二十五、使用Axon膜片鉗實驗係統時，在哪裏設置維持電位為佳？
二十六、膜片鉗實驗中，玻璃電極進入浴液後，測試電壓方波引起的響應電流方波幅度變大、變小或消失是何原因？
二十七、用Axon膜片鉗實驗係統在封接過程中，某一個或數個被監測的電學參數值為何變成紅色箭頭？
二十八、用Axon膜片鉗實驗係統在封接過程中或破膜後監測電學參數時，調節測試更新速率為何會引起電學參數值的變化？
二十九、平衡電位、反轉電位和零電流電位是一迴事嗎？
三十、為什麼電極剛進入浴液後，膜片鉗放大器總是齣現飽和現象？
三十一、如何排除50Hz的正弦波工頻乾擾？
三十二、可興奮細胞膜的閾電位的電學實質是什麼？
三十三、什麼是空間鉗位誤差？如何避免之？
三十四、用Axon公司的膜片鉗實驗係統，如何同時進行電壓刺激下的電流反應記錄和電流的連續性背景記錄？
三十五、對於藥物引起的電流和電壓激活的電流，使用斜坡電壓刺激做IV麯綫分彆有什麼要求？
三十六、膜片鉗實驗中，能否根據電壓鉗模式下的膜輸入電阻和加藥引起的電流幅度，推測電流鉗模式下同樣的加藥刺激引起的膜電位變化幅度？
三十七、膜片鉗記錄數據中的電流和電壓基本參考方嚮（正方嚮）是怎樣約定的？
三十八、細胞膜在非鉗壓狀態下，如果齣現內嚮電流或外嚮電流，膜電位會如何改變（去極化還是超極化）？
主要參考文獻
附錄細胞電生理學與膜片鉗技術專業術語英中文對照錶
作者簡介

在綫試讀
第*章緒論 第*章緒論
細胞電生理學是一門理論與技術高度融閤的學科，其理論性和實踐性都比較強。此學科集電學、電化學和生物醫學於一體，故細胞電生理學工作者需要對這幾個方麵都有一定深度的瞭解，纔能對此學科真正略窺門徑，而不至於在工作中犯自己難以察覺的錯誤。
以膜片鉗技術為發展高潮的細胞電生理學技術，在生命科學研究中，尤其是在離子通道、離子泵、離子轉運體等生電性膜蛋白的功能及其相關的信使物質的研究中，一直發揮、且將繼續發揮其他實驗方法無法替代的作用。
第*節細胞電生理學及其技術概述
電生理學（electrophysiology）是研究生物體內的電現象的一門學科。細胞電生理學（cellular electrophysiology）則是研究細胞尤其是細胞膜的電現象的學科。由於細胞電現象是機體諸多生理活動的前提或功能錶現，因此電生理學是生理學中zui重要、zui基本的內容之一。由於生物電是生物體內的物理現象，所以電生理學又隸屬於生物物理學的範疇，是生物學和物理學的交叉學科。
動物體內和植物體內均存在生物電現象，很多微生物亦然，但時至今日電生理學研究主要還是集中在動物體標本，尤其是動物的可興奮組織或細胞。細胞電生理學研究則主要集中在細胞膜中具有電學性質的結構上，包括各種離子通道、離子泵及其他膜轉運蛋白體、脂質雙層本身，以及與它們相關聯的受體、膜內和胞內信號轉導係統等。由於技術問題，目前對細胞器的膜電現象瞭解較少，這方麵有望成為未來的發展方嚮之一。
電生理學是一門技術性非常強的學科，其技術本身即電生理學技術（electrophysiological techniques）便是該學科的重要組成部分，它是利用電子儀器結閤電化學裝置研究生物電現象的方法體係。記錄生物電信號，需要用電極將電信號引導至放大器的輸入端，經過放大器的放大和（或）阻抗變換及各

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