基于膜片钳技术研究微量元素Cu对洋葱表皮细胞膜上K通道电流的影响

摘要

本论文通过膜片钳(Patch clamp)系统研究洋葱表皮细胞钾离子通道电流的表现特征。在电极外液中加入不同浓度铜离子后，利用钾离子通道电流得变化情况，判断出铜元素对离子通道电流的影响。本论文主要研究内容为： 1)调节渗透压，并寻找影响细胞活性的各参数之间的关系。通过在基本溶液中加入甘露醇调节其渗透压，以便在酶解细胞壁时可以获得活性较高的细胞原生质体。植物细胞原生质的获取与酶解浓度，酶解时间，离心速度及离心时间之间的关系。植物细胞的细胞壁是实现封接的一大障碍，利用酶酶解细胞壁，获得原生质体。利用酶处理过后的细胞原生质体进行膜片封接实验，原生质体的活性是成功与否的关键因素。获得酶解浓度-时间以及离心速度-时间的最优化组合对原生质体的活性有重要的意义，也是下一步实验的前提。 2)在电极外液中加入不同浓度的铜离子后对封接后电流的影响。向电极外液中加入不同浓度的氯化铜后，观察铜离子对封接后的电流曲线的影响，利用数据分析软件Origin7.0分析数据得到激活电导，电流幅度等与脉冲电压的关系曲线。对比实验中，在电极内液中加入低浓度的铜离子，观察其对钾离子通道电流的影响。验证实验中，在电极外液中加入低浓度的钡离子，观察钡离子是否为内向钾离子通道电流的抑制剂，验证实验记录的电流是否为内向钾离子通道电流。 钾离子通道是生物体上存在最为广泛的离子通道之一，研究外界环境改变对钾离子通道电流的影响及其原因等方面的分析，对从离子通道方面研究农作物的抗胁迫机制有着重要的意义。膜片钳技术将人们对离子通道的活动认识提高到分子水平，通过记录离子通道的电流变化的情况，可以判断出离子通道的开关状态，从而得到植物针对胁迫的反应。

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1离子通道国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3研究内容

第二章膜片钳技术的应用原理及理论依据

2.1膜片钳技术的理论依据

2.1.1细胞膜上的离子通道

2.1.2钾离子传输机制

2.1.3离子通道中的电流

2.2膜片钳技术的基本原理和技术方法

2.2.1膜片钳技术的原理

2.2.2膜片钳的记录方式

2.3生物电信号测量电路

2.2.1测量电路的简化

2.2.2全细胞记录模式的电学分析法

2.2.3生物电信号测量中对仪器的要求

第三章实验方法及实验过程

3.1膜片钳实验系统构建

3.1.1实验系统要求及构成

3.1.2实验系统主要部件选型

3.2膜片钳系统的电学影响及测量与补偿方案

3.2.1膜片钳中的电阻影响

3.2.2膜片钳记录系统中的电容影响

3.2.3噪声及除噪声的方法

3.3分离细胞原生质

3.3.1细胞壁酶解和原生质分离

3.3.2基本溶液渗透压的确定

3.4电极的制作过程

3.5膜片钳记录过程

3.5.1全细胞记录

3.5.2实验中应注意问题

3.6全细胞与传统细胞内记录的比较

第四章实验结果与分析

4.1全细胞封接电流记录

4.2外液中不同浓度的Cu2+对钾离子通道的影响

4.2.1电流电压关系

4.2.2离子通道激活电导与去极化脉冲电压关系

4.2.3电流幅度与条件脉冲电压关系

4.2.4最大激活电导与浓度之间的关系

4.3对比实验：电极内液中加入 Cu2+对电流的影响

4.4验证实验：向电极外液中加入Ba2+

4.5结果与讨论：

附图

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致 谢

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