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脑片膜片钳实验方法(五)

2020.7.27

(2) 自发性突触反应的分析  

突触反应的检测   目前有三种方法判断自发性突触反应(Hwang,1999)。第一、峰值超过即定阈值,该方法受基线波动的影响较大,这可以通过基线加以弥补;第二、峰值相对于基线的变化量超过阈值,它受高频噪声的干扰较大,而且,很难设定一个合适的阈值,为克服这些不足,可以在处理时对原始数据进行滤波处理,除去高频噪声;第三、与即定的波形模板进行比较,然后,判断是否突触反应,该方法对符合模板的突触反应具有很高的敏感性,但在设定模板前,必须知道所要研究的突触反应的一系列参数的范围,如果模板设计不合理,将大大降低探测的敏感性,而且这种方式尤其不适于有信号重叠或多个突触成份数据的分析。

PCLAMP 9.0对自发突触反应的分析基于波形模板,只要模板设计得当,探测概率也较高。另外,Copenhagen等用Igor Pro开发了一个分析程序minifit.ipf。该程序对第二种方法做了一些改进,分三步探测突触反应。第一步,粗筛可能的突触反应,包括它们的起始时间和峰值时间;第二步,用突触反应起始与峰值间的差值计算可能的突触反应的波幅,去除波幅小于阈值的波形;第三步,对起始点之前数点和峰值时间后的多个点取平均值,以排除噪声的影响,并计算两者间的差值对突触反应的峰值做更精确的估计,如果该波幅低于阈值,与会从数据库中被删除。除波幅阈值的判断标准外,该程序还还引入了上升时间、下降时间和波形时程范围等描述波形模板的参数来进一步判断突触反应。该程序还可用于测量突触反应的生物物理学特征。它可计算10~90%上升时间,描述突触反应的上升相的动力学。该程序调用了Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合函数对突触反应的下降相做单指数或双指数拟合,通过双指数拟合与单指数拟合的比较检验,计算其失活时间常数。该程序还提供了一个非常有用的功能,就是将所有记录到的非连续的突触反应以上升支的中点为基础相叠加,做逐点平均,这样,既可以降低噪声,也可以计算其动力学特征参数。

总之,脑片膜片钳记录成功的前提是制备活性较好的脑片,记录条件优化后,实验的稳定性、可重复性和准确性均较高,在神经科学领域应用较为广泛。许多神经毒物可影响中枢神经系统的突触传递功能,脑片膜片钳技术将为实时、准确、高效地研究这些毒物作用的机制提供可靠的技术支持。

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