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(jié)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(xù)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(tài)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(fā)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(jié)器。