荧光膜片钳微吸管检测装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911267029.5 (22)申请日 2019.12.11 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 陈伟安宸毅刘俊伟胡炜 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 林超 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称 一种荧光膜片钳微吸管检测装置 (57)摘要 本发明公开了一种荧光膜片钳微吸管 检测装置。 实验平台上布置有实验容腔、 三维显 微操作器。

2、、 膜片钳， 实验容腔两侧镂空供微吸管 和玻璃电极进入； 实验容腔有荧光细胞， 微吸管 吸取红细胞， 细胞和红细胞处于实验容腔内的细 胞外液中， 玻璃电极内充有电极内液； 膜片钳包 括膜片钳放大器、 膜片钳探头、 膜片钳探头支架； 荧光光源发射的全谱光经滤色片形成荧光入射 光， 入射到实验容腔中的细胞， 细胞的荧光返回 被荧光相机接收。 本发明能够在检测细胞膜电位 变化对膜蛋白相互作用的影响的同时采集高信 噪比的荧光图像来研究膜蛋白的跨膜信号传导， 能够在同步记录荧光谱、 电生理谱、 粘附状态谱 等三个谱相信息的同时记录三谱相信息间的耦 合关系。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 1。

3、11122525 A 2020.05.08 CN 111122525 A 1.一种荧光膜片钳微吸管检测装置， 其特征在于： 包括实验平台(31)、 明场汞灯光 源(1)、 倒置显微镜(28)、 玻璃电极(25)、 微吸管(34)、 压电运动模块(19)、 第一三维显微操 作器(23)、 记录电极(29)和实验容腔骨架(36)； 实验平台(31)上布置有实验容腔(22)、 第一 三维显微操作器(23)、 第二三维显微操作器(24)和膜片钳， 实验容腔骨架(36)位于实验平 台(31)中央， 实验容腔骨架(36)放置有上下两片平行的玻璃片， 两片玻璃片中间形成实验 容腔(22)， 实验容腔(22)。

4、的两侧镂空， 供微吸管(34)和玻璃电极(25)进入； 实验容腔(22)的 底面(35)上有处于全细胞记录模式下的荧光细胞(32)， 微吸管(34)吸取红细胞(33)， 细胞 (32)和红细胞(33)处于实验容腔(22)内的细胞外液中， 玻璃电极(25)内充有电极内液 (30)， 微吸管(34)连接微吸管夹持器(21)的夹持端， 微吸管夹持器(21)安装在压电运动平 台(19)上， 压电运动平台(19)安装在第一三维显微操作器(23)上， 第一三维显微操作器 (23)固定于实验平台(31)上； 膜片钳包括膜片钳放大器(20)、 膜片钳探头、 膜片钳探头支 架， 膜片钳探头通过膜片钳探头支架固定。

5、于实验平台(31)上， 膜片钳探头的记录电极通过 BNC转接线(27)连接到玻璃电极夹持器(26)末端， 玻璃电极(25)连接到玻璃电极夹持器 (26)的夹持端， 玻璃电极夹持器(26)安装在第二三维显微操作器(24)上； 参比电极接入到 实验容腔内的细胞外液中； 荧光成像模块中， 明场汞灯光源(1)发射的全谱光通过明场入射光滤色片(2)发出特定 波段的明场光路(3)， 朝下正下方照射实验容腔(22)， 明场汞灯光源(1)和实验容腔(22)之 间布置有明场入射光滤色片(2)， 实验平台(31)安装在倒置显微镜(28)的物镜上方， 倒置显 微镜(28)的物镜正对实验容腔(22)中心， 倒置显微镜。

6、(28)内部设有荧光光路入射光二色分 光镜(4)和全反射镜(7)； 倒置显微镜(28)上部和下部侧面均开设有光路开口， 倒置显微镜 (28)下部侧面光路开口连接分光器(8)的一端， 分光器(8)内设有荧光光路出射光二色分光 镜(9)， 分光器(8)另一端的两个光路开口分别连接安装高速工业相机(10)和荧光相机 (16)； 明场汞灯光源(1)朝下正下方发出光束经明场入射光滤色片(2)后形成明场光路(3) 照射实验容腔(22)中的细胞， 透射后依次经倒置显微镜(28)顶部的物镜、 荧光光路入射光 二色分光镜(4)后经全反射镜(7)反射到分光器(8)内部的荧光光路出射光二色分光镜(9)， 再透射过荧。

7、光光路出射光二色分光镜(9)随后被高速工业相机(10)接收； 倒置显微镜(28) 上部侧面光路开口连接工业相机(5)， 明场光路(3)在倒置显微镜(28)内部进行分光， 光束 经由光路开口入射到工业相机(5)上， 工业相机(5)连接显示器(6)； 荧光光源(11)发射的全 谱光(12)经倒置显微镜(28)上部侧面接口入射到倒置显微镜(28)内部的荧光入射光滤色 片(13)形成固定波段的荧光入射光(14)， 随后经过荧光光路入射光二色分光镜(4)反射到 实验容腔(22)中的细胞， 经细胞中的荧光蛋白/荧光染料发出的荧光发射光透过倒置显微 镜(28)的物镜返回到荧光光路入射光二色分光镜(4)发生透。

8、射， 再经全反射镜(7)反射到分 光器(8)内部的荧光光路出射光二色分光镜(9)， 由荧光光路出射光二色分光镜(9)反射后 被荧光相机(16)接收， 形成荧光出射光路(15)。 2.根据权利要求1所述的一种荧光膜片钳微吸管检测装置， 其特征在于： 还包括电 脑主机(17)， 记录电极(29)经玻璃电极夹持器(26)、 BNC转接线(27)连接到膜片钳放大器 (20)上， 膜片钳放大器(20)连接到电脑主机(17)， 压电运动平台(19)经压电运动平台控制 器(18)和电脑主机(17)连接， 荧光光源(11)、 荧光相机(16)直接和电脑主机(17)连接。 3.根据权利要求1所述的一种荧光膜片钳。

9、微吸管检测装置， 其特征在于： 具体实施 权利要求书 1/2 页 2 CN 111122525 A 2 是以绿色荧光蛋白光谱特性检测为例， 所述的明场汞灯光源(1)发射全谱光； 所述的明场入 射光滤色片(2)波段为617/73nm； 所述的荧光入射光滤色片(13)波段为465-495nm、 荧光光 路入射光二色分光镜(4)的波段为505nm、 荧光光路出射光二色分光镜(9)的波段为580nm。 4.根据权利要求1所述的一种荧光膜片钳微吸管检测装置， 其特征在于： 所述的实 验容腔骨架(36)侧面预留开设了侧面通孔(37)， 膜片钳探头的参比电极穿设于侧面通孔 (37)布置， 并稳定接入实验容腔。

10、(22)内的细胞外液中。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111122525 A 3 一种荧光膜片钳微吸管检测装置 技术领域 0001 本发明涉及荧光成像技术、 膜片钳技术、 微吸管技术的整合， 尤其是涉及了一种能 够在检测膜电位对蛋白质分子间相互作用调控规律的同时研究膜蛋白跨膜信号传导的检 测装置。 背景技术 0002 细胞膜的膜电位是细胞生命活动的关键调控因素。 神经元的膜电位对神经元的各 项生命活动起到重要的调控作用， 是动态调控脑神经网络结构与功能的重要生物物理因 素； 在非神经元细胞中， 细胞的膜电位同样调控其增殖、 分化等生命活动。 膜片钳技术是研 究膜电位相关问题的有效手段， 。

11、其全细胞记录模式能够实现对整个细胞膜的膜电位实施准 确而快速的控制。 然而， 膜片钳目前主要局限于离子通道特性的研究。 0003 膜蛋白是细胞感知外界环境并作出响应的主要感受器， 细胞膜上多数蛋白质分子 如何感受膜电位变化来调整其动态功能尚未被解析。 其主要瓶颈在于缺乏直接有效的研究 手段。 0004 微吸管技术被广泛应用于蛋白质蛋白质相互作用动力学参数的原位检测。 在微 吸管实验的检测过程中， 蛋白质分子时刻处于细胞膜微环境中(待测蛋白制分子分别被连 接、 表达在红细胞、 细胞表面)。 因此微吸管实验在检测膜受体、 配体之间的相互作用时具有 得天独厚的优势。 膜片钳技术与微吸管技术两种技术的。

12、融合为研究生理条件下膜电位变化 对膜蛋白之间相互作用的动态调控提供了可能。 0005 此外， 荧光成像技术被广泛应用于膜蛋白跨膜信号传导的研究， 仅仅将膜片钳技 术整合到微吸管技术中仅仅能够研究膜电位变化对膜蛋白相互作用的影响， 无法研究其对 膜蛋白跨膜信号的影响。 因此， 在膜片钳技术整合的基础上进一步整合荧光成像技术可以 进一步研究膜蛋白的跨膜信号传导。 整合了荧光谱、 电生理谱、 粘附频率三个谱相信息的荧 光成像膜片钳微吸管技术能够在检测细胞膜电位变化对膜蛋白相互作用的影响的同 时实时观测其对膜蛋白跨膜信号传导的影响。 发明内容 0006 为了解决背景技术中提到的技术问题， 本发明目的在。

13、于提供一种荧光膜片钳 微吸管检测装置， 能够在检测细胞膜电位变化对膜蛋白相互作用的影响的同时实时观测其 对膜蛋白跨膜信号传导的影响。 本发明能够在同步记录荧光谱、 电生理谱、 粘附状态谱等三 个谱相信息的同时记录三谱相信息间的耦合关系。 0007 为实现上述发明目的， 本发明采用的技术方案是： 0008 本发明包括实验平台、 明场汞灯光源、 倒置显微镜、 玻璃电极、 微吸管、 压电运动模 块、 第一三维显微操作器、 记录电极和实验容腔骨架。 0009 实验平台上布置有实验容腔、 第一三维显微操作器、 第一三维显微操作器、 膜片钳 探头支架等， 实验容腔骨架位于实验平台中央， 实验容腔骨架放置有。

14、上下两片平行的玻璃 说明书 1/6 页 4 CN 111122525 A 4 片， 两片玻璃片中间形成实验容腔， 实验容腔的两侧镂空， 供微吸管和玻璃电极进入； 实验 容腔的底面上有处于全细胞记录模式下的荧光细胞， 微吸管吸取红细胞， 细胞和红细胞处 于实验容腔内的细胞外液中， 玻璃电极内充有电极内液， 微吸管连接微吸管夹持器的夹持 端， 微吸管夹持器安装在压电运动平台上， 压电运动平台安装在第一三维显微操作器上， 第 一三维显微操作器固定于实验平台上； 压电运动平台通过控制微吸管带动红细胞的运动， 控制红细胞执行反复的前进后退的运动循环， 即红细胞与细胞反复接触分离的运动循 环， 并通过显示。

15、器的实时图像记录每次接触分离过程中， 细胞与红细胞的粘附状态。 0010 膜片钳包括膜片钳放大器、 膜片钳探头、 膜片钳探头支架， 膜片钳探头通过膜片钳 探头支架固定于实验平台上， 膜片钳探头的记录电极通过BNC转接线连接到玻璃电极夹持 器末端， 玻璃电极连接到玻璃电极夹持器的夹持端， 玻璃电极夹持器安装在第二三维显微 操作器上； 参比电极通过实验容腔骨架侧面通孔接入到实验容腔内的细胞外液中。 0011 荧光成像模块中， 明场汞灯光源发射的全谱光通过明场入射光滤色片发出特定波 段的明场光路， 朝下正下方照射实验容腔， 明场汞灯光源和实验容腔之间布置有明场入射 光滤色片， 实验平台安装在倒置显微。

16、镜的物镜上方， 倒置显微镜的物镜正对实验容腔中心， 倒置显微镜内部设有荧光光路入射光二色分光镜和全反射镜； 倒置显微镜上部和下部侧面 均开设有光路开口， 倒置显微镜下部侧面光路开口连接分光器的一端， 分光器内设有荧光 光路出射光二色分光镜， 分光器另一端的两个光路开口分别连接安装高速工业相机和荧光 相机； 明场汞灯光源朝下正下方发出光束经明场入射光滤色片后形成明场光路照射实验容 腔中的细胞， 透射后依次经倒置显微镜顶部的物镜、 荧光光路入射光二色分光镜后经全反 射镜反射到分光器内部的荧光光路出射光二色分光镜， 再透射过荧光光路出射光二色分光 镜随后被高速工业相机接收； 倒置显微镜上部侧面光路开。

17、口连接工业相机， 明场光路在倒 置显微镜内部进行分光， 其中20的光束经由光路开口入射到工业相机上， 工业相机连接 显示器； 荧光光源发射的全谱光经倒置显微镜上部侧面接口入射到倒置显微镜内部的荧光 入射光滤色片形成固定波段的荧光入射光， 随后经过荧光光路入射光二色分光镜反射到实 验容腔中的细胞， 经细胞中的荧光蛋白/荧光染料发出的荧光发射光透过倒置显微镜的物 镜返回到荧光光路入射光二色分光镜发生透射， 再经全反射镜反射到分光器内部的荧光光 路出射光二色分光镜， 由荧光光路出射光二色分光镜反射后被荧光相机接收， 形成荧光出 射光路。 0012 本发明通过上述装置能实现在不同膜电位控制下， 细胞与。

18、红细胞粘附状态的记 录， 同时采集高信噪比的荧光图像来研究膜蛋白的跨膜信号传导。 0013 还包括电脑主机， 记录电极经玻璃电极夹持器、 BNC转接线连接到膜片钳放大器 上， 膜片钳放大器通过USB接口连接到电脑主机， 压电运动平台经压电运动平台控制器和电 脑主机连接， 荧光光源、 荧光相机通过USB接口直接和电脑主机连接。 0014 具体实施是以绿色荧光蛋白光谱特性检测为例， 所述的明场汞灯光源发射全谱 光； 所述的明场入射光滤色片波段为617/73nm； 所述的荧光入射光滤色片波段为465- 495nm、 荧光光路入射光二色分光镜的波段为505nm(波长小于505nm的光被反射， 波长大于。

19、 505n m的光被透射)、 荧光光路出射光二色分光镜的波段为580nm(波长小于580nm的光被反 射， 波长大于580nm的光被透射)。 0015 所述的实验容腔骨架侧面预留开设了侧面通孔， 膜片钳探头的参比电极穿设于侧 说明书 2/6 页 5 CN 111122525 A 5 面通孔布置， 并稳定接入实验容腔内的细胞外液中。 0016 本发明对荧光成像技术、 膜片钳技术、 微吸管进行了整合。 整合后的实验控制程序 包含了荧光成像技术、 膜片钳技术、 微吸管的必要功能， 能够在同步记录三谱相信息的同时 记录三谱相信息的耦合关系， 可以离线还原微吸管技术所控制的碰撞状态、 电压控制信号、 电。

20、流采样信号、 荧光谱采样图像在同一时间尺度上的对应关系。 整合后的荧光膜片钳 微吸管检测装置能够通过电脑主机对压电运动平台、 膜片钳放大器、 荧光光源、 荧光相机等 部件实施协同控制。 0017 本发明具有的有益效果是： 0018 本发明能够在检测细胞膜电位变化对膜蛋白相互作用的影响的同时实时观测其 对膜蛋白跨膜信号传导的影响。 本发明能够在同步记录荧光谱、 电生理谱、 粘附状态谱等三 个谱相信息的同时记录三谱相信息间的耦合关系。 0019 本发明主要针对生命科学领域中膜电位变化对膜蛋白动态功能的影响以及膜蛋 白的跨膜信号传导。 本发明具有以下优势： 0020 1)能够直接检测获得膜电位变化对。

21、膜蛋白动态功能的影响； 0021 2)能够根据荧光蛋白/荧光染料特性特异性地改变荧光光路中的滤色片等光学元 件， 得到高信噪比的荧光图像来研究膜蛋白的跨膜信号传导； 0022 2)能够在同步记录三谱相信息的同时记录三谱相信息的耦合关系， 可以用于离线 还原微吸管所控制的碰撞状态、 电压控制信号、 电流采样信号、 荧光谱采样图像在同一时间 尺度上的对应关系。 附图说明 0023 图1是本发明的系统设计图。 0024 图2是本发明的实验原理图。 0025 图3是本发明所涉及的实验容腔骨架设计图。 0026 图中： 1、 明场汞灯光源， 2、 明场入射光滤色片， 3、 明场光路， 4、 荧光光路入射。

22、光二 色分光镜， 5、 用于观测粘附状态的工业相机， 6、 用于观测粘附状态的显示器， 7、 全反射镜， 8、 分光器， 9、 荧光光路出射光二色分光镜， 10、 高速工业相机， 11、 荧光光源， 12、 荧光光源11 发射的全谱光， 13、 荧光入射光滤色片， 14、 荧光入射光路， 15、 荧光出射光路， 16、 荧光相机， 17、 电脑主机， 18、 压电运动平台控制器， 19、 压电运动平台， 20、 膜片钳放大器， 21、 微吸管夹 持器， 22、 实验容腔， 23、 控制微吸管的第一三维显微操作器， 24、 控制玻璃电极的第二三维 显微操作器， 25、 玻璃电极， 26、 玻璃电。

23、极夹持器， 27、 BNC转接线， 28、 倒置显微镜， 29、 记录电 极， 30、 电极内液， 31实验平台， 32、 处于全细胞记录模式下的荧光细胞， 33、 红细胞， 34、 微吸 管， 35、 容腔底面玻璃片， 36、 实验容腔骨架， 37、 侧面通孔。 具体实施方式 0027 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0028 如图1， 2所示， 具体实施的装置包括压电运动平台19、 微吸管夹持器21、 实验容腔 22、 第一三维显微操作器23、 第二三维显微操作器24、 玻璃电极25、 记录电极29、 实验平台 31、 微吸管34和实验容腔骨架36； 实验平台31上布置有实验容。

24、腔22、 第一三维显微操作器 说明书 3/6 页 6 CN 111122525 A 6 23、 第二三维显微操作器24、 膜片钳探头支架等。 如图3所示， 实验容腔骨架36位于实验平台 31中央， 实验容腔骨架36表面粘贴有上下两片平行的玻璃片， 两片玻璃片形成实验容腔22， 实验容腔22的两侧镂空， 供微吸管34和玻璃电极25进入； 0029 本发明对实验容腔骨架36的结构进行了重新设计。 具体地， 为了更容易形成对细 胞的高阻封接， 本发明通过增大了实验容腔骨架36上下两玻璃片间的厚度来增加玻璃电极 25可倾斜的角度。 实验容腔骨架36侧面预留开设了侧面通孔37， 膜片钳探头上的参比电极 。

25、通过侧面通孔37接入到实验容腔内的细胞外液中。 0030 实验容腔22的底面35上有处于全细胞记录模式下的荧光细胞32， 微吸管34吸取红 细胞33， 细胞32和红细胞33处于实验容腔22内的细胞外液中， 玻璃电极25内充有电极内液 30， 微吸管34连接微吸管夹持器21的夹持端， 微吸管夹持器21安装在压电运动平台19上， 压 电运动平台19安装在第一三维显微操作器23上， 第一三维显微操作器23固定于实验平台31 上； 压电运动平台19可以通过控制微吸管34带动红细胞33的运动， 控制红细胞33执行反复 的前进后退的运动循环， 即红细胞33与细胞32反复接触分离的运动循环， 并通过显示 器。

26、6的实时图像记录每次接触分离过程中， 细胞32与红细胞33的粘附状态。 0031 膜片钳相关部件包括膜片钳放大器20、 膜片钳探头、 膜片钳探头支架， 膜片钳探头 通过膜片钳探头支架固定于实验平台31上， 膜片钳探头的记录电极通过BNC转接线27连接 到玻璃电极夹持器26末端， 玻璃电极25连接到玻璃电极夹持器26的夹持端， 玻璃电极夹持 器26安装在第二三维显微操作器24上， 第二三维显微操作器24固定在实验平台31上； 参比 电极通过实验容腔骨架36侧面通孔37接入到实验容腔内的细胞外液中。 玻璃电极25伸入到 实验容腔内的电极外液中， 记录电极29末端插入到玻璃电极25内灌注的电极内液3。

27、0中 0032 第一三维显微操作器23和第二三维显微操作器24均为可以通过手柄操作的超精 密电动三维运动平台。 0033 荧光成像模块中， 主要包括明场汞灯光源1、 明场入射光滤色片2、 明场光路3、 荧光 光路入射光二色分光镜4、 用于观测粘附状态的工业相机5、 用于观测粘附状态的显示器6、 全反射镜7、 分光器8、 荧光光路出射光二色分光镜9、 高速工业相机10、 荧光光源11、 荧光光 源11发射的全谱光12， 荧光入射光滤色片13， 荧光入射光路14， 荧光出射光路15、 荧光相机 16和倒置显微镜28。 0034 如图1所示， 本发明在荧光成像上具有荧光光源11、 荧光相机16等设备。

28、， 并根据荧 光蛋白/荧光染料的激发、 发射光谱在倒置显微镜的光路增加了滤光片、 反光镜、 二色分光 镜、 分光器等光学设备， 将荧光光路的波段与明场光波段分开来增强荧光图像的信噪比。 0035 具体地， 明场汞灯光源1发射的全谱光通过明场入射光滤色片2发出特定波段的明 场光路3， 朝下正下方照射实验容腔22， 明场汞灯光源1和实验容腔22之间布置有明场入射 光滤色片2， 实验平台31安装在倒置显微镜28的物镜上方， 倒置显微镜28的物镜正对实验容 腔22中心， 倒置显微镜28内部设有荧光光路入射光二色分光镜4和全反射镜7； 倒置显微镜 28上部和下部侧面均设有光路接口， 倒置显微镜28下部侧。

29、面接口连接分光器8的一端， 分光 器8内设有荧光光路出射光二色分光镜9， 分光器8另一端的两个接口分别连接安装高速工 业相机10和荧光相机16； 明场汞灯光源1朝下正下方发出光束经明场入射光滤色片2后形成 明场光路3照射实验容腔22中的细胞， 透射后依次经倒置显微镜28顶部的物镜、 荧光光路入 射光二色分光镜4后经全反射镜7反射到分光器8内部的荧光光路出射光二色分光镜9， 再透 说明书 4/6 页 7 CN 111122525 A 7 射过荧光光路出射光二色分光镜9随后被高速工业相机10接收； 倒置显微镜28上部侧面接 口连接工业相机5， 明场光路3在倒置显微镜28内部进行分光， 其中20的光。

30、束经由该接口 入射到工业相机5上， 工业相机5连接显示器6； 荧光光源11发射的全谱光12经倒置显微镜28 上部侧面接口入射到倒置显微镜28内部的荧光入射光滤色片13形成指定波段的荧光入射 光14， 随后经过荧光光路入射光二色分光镜4反射到实验容腔22中； 细胞中的荧光蛋白/荧 光染料发出的荧光发射光透过倒置显微镜28的物镜回到荧光光路入射光二色分光镜4发生 透射， 再经全反射镜7反射到分光器8内部的荧光光路出射光二色分光镜9， 并由荧光光路出 射光二色分光镜9反射后被荧光相机16接收， 形成荧光出射光路15； 0036 本发明通过上述装置能实现在不同膜电位控制下， 细胞与红细胞粘附状态的记 。

31、录， 同时采集高信噪比的荧光图像来研究膜蛋白的跨膜信号传导。 0037 本发明还包括电脑主机17， 记录电极29经玻璃电极夹持器26、 BNC转接线27连接到 膜片钳放大器20上， 膜片钳放大器20通过USB接口连接到电脑主机17， 压电运动平台19经压 电运动平台控制器18和电脑主机17连接， 荧光光源11、 荧光相机16通过USB接口直接和电脑 主机17连接。 通过电脑主机17对压电运动平台控制器18、 膜片钳放大器20、 荧光光源11、 荧 光相机16等部件实施协同控制。 0038 以绿色荧光蛋白光谱特性为例， 本发明： 0039 所述的明场汞灯光源1发射全谱光。 0040 所述的明场入。

32、射光滤色片2波段为617/73nm。 0041 所述的荧光入射光滤色片13波段为465-495nm、 荧光光路入射光二色分光镜4的波 段为505nm， 波长小于505nm的光被反射， 波长大于505nm的光被透射； 荧光光路出射光二色 分光镜9的波段为580nm， 波长小于580nm的光被反射， 波长大于580nm的光被透射。 0042 本发明所述的实验容腔骨架36侧面预留开设了侧面通孔37， 膜片钳探头的参比电 极通过侧面通孔37稳定接入实验容腔22内的细胞外液中。 0043 本发明的具体实施工作过程如下： 0044 本发明基于荧光膜片钳微吸管检测装置的实验目的设计了新的实验方案。 0045。

33、 具体地， 实验容腔22的准备过程中， 表达目标膜蛋白分子及胞内荧光蛋白的的悬 浮细胞32通过多聚赖氨酸粘附在实验容腔底面的玻璃片35上， 处于半贴壁状态； 0046 表面连接另一蛋白质分子的红细胞33加入到实验容腔22内的细胞外液中； 0047 实验操作人员选取表面光滑、 荧光信号较强的目标细胞32， 并通过移动倒置显微 镜28的载物台将其移动到视野中间， 随后通过操控第二三维显微操作器24控制玻璃电极25 对目标细胞32执行封接、 破膜、 补偿等常规全细胞记录膜片钳的操作； 0048 实验操作人员通过操控第一三维显微操作器23控制微吸管34吸取一个红细胞33； 0049 实验操作人员设置电。

34、压刺激参数(波形、 幅值、 频率等)、 微吸管实验参数(红细胞 33与细胞32的接触时间等)、 荧光成像模块采样参数(曝光时间、 采样间隔等)； 0050 开始数据采集阶段： 程序自动对全细胞记路模式下的细胞32施加设定的电压刺 激， 程序自动显示、 记录当前电压、 电流信息； 程序协同控制荧光光源11、 荧光相机16， 按照 设定的荧光参数(曝光时间、 采样间隔等)进行自动采样， 每次采样结束后， 荧光谱的图像以 强度数组的形式在主机17的硬盘中自动存储为独立文件； 程序控制红细胞33执行与细胞32 反复接触分离的运动循环， 实验操作人员通过显示器6的实时图像记录每次接触分离 说明书 5/6。

35、 页 8 CN 111122525 A 8 过程中， 细胞32与红细胞33的粘附状态。 0051 记录完成后(记录时长为50次接触分离的运动循环的时间)保存当次记录过程 中电压、 电流数据， 以及手动记录的粘附状态(其粘附状态出现的频率记为当前膜电位刺激 条件下的粘附频率)。 0052 实验操作人员随后根据实验设计修改电压刺激参数， 重复数据采集阶段； 0053 通过对比不同电压刺激下粘附频率的变化， 以及细胞中荧光信号随着时间的变 化， 这种整合膜片钳的微吸管技术可以解析膜电位变化对膜蛋白相互作用的影响及其对膜 蛋白跨膜信号传导的影响。 0054 特别地， 本发明能够在同步记录荧光谱、 电生。

36、理谱、 粘附状态谱等三谱相信息的同 时记录三谱相信息的耦合关系。 具体地， 程序开始数据采集阶段的同时， 荧光相机采集第一 张图像(此时粘附状态谱控制红细胞33开始运动， 电生理谱开始输出电压控制信号)， 随后 按照固定的时间间隔进行采样； 此后压电运动平台19每次运动状态变化(开始运动或停止 运动)的时刻， 电生理谱的数据索引都会被记入一个独立的索引数组文件中， 该索引数组文 件可以用于离线还原微吸管技术所控制的红细胞33的运动状态与电压控制信号、 电流采样 信号在同一时间尺度上的对应关系。 这样一来， 三个谱相的信息可以再同一时间尺度上的 对应， 三谱相信息的耦合关系也能被解析。 0055 上述具体实施方式用来解释说明本发明， 而不是对本发明进行限制， 在本发明的 精神和权利要求的保护范围内， 对本发明作出的任何修改和改变， 都落入本发明的保护范 围。 说明书 6/6 页 9 CN 111122525 A 9 图1 图2 说明书附图 1/2 页 10 CN 111122525 A 10 图3 说明书附图 2/2 页 11 CN 111122525 A 11 。