脂雙層（人工膜）工作站

美國Warner公司的平面脂雙層工作站（The Planar Lipid Bilayer Workstation――BLM Workstation）是測量pA或nA跨越人工平面脂雙層膜電流的理想工具，是用于測量平面脂雙層通道電流的工作站！

BLM工作站包括如下設備

• Bilayer clamp amplifier (BC-535 脂雙層膜片鉗放大器)

• 8-pole Bessel filter (LPF-8 8-極Bessel濾波器)

• BLM Starter Kit (BLM-ST BLM初裝工具盒)

• Headstage holder (HST-1 探頭夾持器)

• Data acquisition system and software (數據采集系統與軟件)

• Integrated controller for stirplate and lamp (SUN Stir-3 雙層膜攪拌盤與鹵素燈綜合控制系統)

• Instrument rack  (RAC-14 儀器架)

• Perfusion system (BPS-2 灌流系統)

• Faraday cage and Vibration Isolation Table (FC Series 法拉第籠，即屏蔽網和防震臺)

工作原理及各組成部分的詳細介紹

1. 脂雙層膜片鉗放大器（Bilayer clamp amplifier）

高質量的放大器**是記錄單一通道電流必需的設備。要求放大器必須能識別并從電噪聲中分離記錄到微小的pA電流。脂雙層膜片鉗放大器的探頭采用的是復雜一些 的電容反饋電路，這種電路極大地擴展了信號的頻帶寬。由于脂雙層膜很少能產生大于200pA的電流，因此由這種電路帶來的在通過大電流時產生的噪聲得以去 除。

2. 8-極Bessel濾波器（8-pole Bessel filter）

要想能夠從高幅、高頻噪聲中分辯并記錄出波動的通道電流，對放大器輸出的電流進行濾波是所必需的。正確地施加濾波是非常重要的，因為對電流數據 的過度濾波會使通道的門控事件產生失真。脂雙層膜片鉗放大器提供4-極Bessel濾波器，通過1、2、5檔調節濾波頻 率，濾波頻率范圍為50-20k Hz。

為獲得對信號濾波的更好效果，本工作站配有LPF-8型8-極低通Bessel濾波器供使用者選擇。

3. 膜支撐系統（Membrane support）

通常采用各種不同的塑料支撐裝置（如杯子、巴士德吸管**、聚四氟乙烯薄、片、塑料隔片等）來形成平面脂雙層工膜。我們的脂雙層工作站采用不同容 量、尺寸和孔徑大小的灌流杯（Bilayer cup）與記錄槽（Bilayer recording chamber）作為支撐裝置。孔徑大小（即膜面積大小）非常重要，太大則電噪聲大而且膜的脆性大，膜容易破碎；太小雖然膜的堅固性好，電容噪聲小，但嵌 入膜上的離子通道（受體）少。*佳孔徑大小和幾何形狀通常需要在實驗中摸索。形成平面脂雙層的通常策略是將脂質（一般溶解在癸烷中）刷涂過支撐系統上的小 孔，多余的脂質會離開小孔，在疏水壓作用下，留在孔內的脂質形成平面脂雙層結構。

4. 灌流系統（Perfusion system）

灌流換液用于改變溶液成分、施加/****，通常施加在膜上嵌入通道（受體）后。好的灌流系統要求在更換溶液時不能干擾記錄過程、不能打破質 膜，同時要求快速和便于操作。灌流系統按照工作機制分為重力灌流、泵灌流、手工或儀器控制的施加壓力灌流等幾種。

5. 攪拌設備（Stirring system）

記錄槽內進行攪拌對結果的可重復性是很重要的，尤其是在施加通道（受體）激動劑或阻斷劑時，能保證**的充分作用。此外，攪拌可能通過振動脂雙層或持續將新囊泡融入膜表面而促進脂質囊泡的融合。對攪拌系統的要**它不能帶來機械震動和電噪聲。

6. 法拉第籠（Faraday cage）

法拉第籠用于屏蔽放大器探頭，防止電磁干擾的影響。這些電磁干擾來自于附近的設備。通常將探頭與膜支撐設備（灌流杯、記錄槽）放置在法拉第籠 內，灌流系統、攪拌設備既可放置在籠子內，也可放在籠子外。

法拉第籠通常采用銅網或鋁網，骨架用鋁材。膜片鉗實驗中，一般以籠罩的形式將法拉第籠放置在防震臺的周圍，與防震臺不接觸，但也可直接放置在防 震臺上。我公司配置的FC系列法拉第籠的尺寸（高度x寬度 x深度）是63.5 x 55.9 x 45.7 cm，是直接安裝在桌型防震臺上的，占用的實驗室空間很小。FC系列法拉第籠的正面是扇形門，兩側面各有小門，后面設有各種電線進出籠子的小孔，且在后壁 上有一個黃銅塊作為各個儀器設備接地用的公共地。

7. 防震臺（Vibration Isolation table）

我公司采用的防震臺有主動充氣與被動充氣兩種，面積約為40 x 48cm，表面為鋼面，具磁性，可在其上通過磁性固定一些設備。其與法拉第籠組合在一起。

8. 探頭夾持器（Headstage holder）

探頭的輕微震動可導致快速波動的漂浮電容出現，表現為放大器輸出的噪聲增加。通過將探頭固定在防震支架上可防止探頭的震動。我公司采用HH-1探頭夾持器，通過磁力表座固定在防震臺面上，起到固定探頭的作用。

9. 照明系統（Illumination system）

屏蔽網內的照明系統可對支撐系統中的膜形成小孔進行照明，有助于在灌流杯中形成雙層脂膜時的操作。理想狀態下，照明燈不能引入電噪聲和加熱被照 明的物體。我公司的SUN-1照明燈為鹵素直流燈，不帶來電噪聲，且其發出的60％的熱量都能通過固定裝置及時得到擴散。

10. BLM初裝工具盒（BLM Starter Kit）

用于完成系統的安裝。包括如下內容：（1）3根BNC線；（2）幾根地線；（3）3支毛刷（尺寸0-000）；（4）玻璃毛細管（加脂質用）；（5）灌流用PE管；（6）攪拌棒（2 x 5 mm或2 x 7 mm）。

11. 數據采集系統與軟件（Data acquisition system and software）

數據的采集包括A/D轉換器與采樣軟件（早期也使用繪圖儀、示波器等）。

12. 儀器架（Instrument rack）

RAC-14型儀器架是一個14英寸的桌面型儀器架，用于放置放大器、濾波器、攪拌-照明控制儀、A/D轉換器。附帶接地線用于連接電源調節器。