[按需印刷] 細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術

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關兵纔 著
圖書標籤:
  • 細胞電生理學
  • 膜片鉗技術
  • 生理學
  • 生物物理學
  • 神經科學
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店鋪: 科學齣版社旗艦店
齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030358455
商品編碼:1262704361
包裝:平裝
叢書名: 華夏英纔基金學術文庫
齣版時間:2014-08-01
頁數:388
字數:553000
正文語種:中文

具體描述


內容介紹
《細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術》主要內容為:細胞膜的電學效應及其等效電路的分析,膜片鉗實驗係統工作原理、僞跡信號的消除和各種誤差的補償,電極的製備與溶液的配製,降低噪聲和排除乾擾的方法,膜片鉗實驗操作步驟與注意事項,膜片鉗技術的擴展性應用,細胞電生理實驗標本的製備,各種離子通道的生物物理及電生理學特性,細胞電生理學常見問題解答等,其中穿插與電生理學相關的電學基礎知識、細胞電生理實踐經驗的介紹以及對某些理論問題較為深入的探討。


作者介紹
關兵纔,1988年畢業於蘭州大學生物係,獲理學學士學位;1993年畢業於同濟醫科大學生理學專業,獲醫學碩士學位;2004年~2007年在美國俄勒岡健康科學大學從事博士後研究;2007年~2008年於新加坡國傢心髒中心做助研。因個人興趣及環境條件使然,在電學、物化等電生理相關學科有較紮實的基礎,對電生理的理解有一定獨到之處,並有較豐富的實踐經驗,曾首次將全細胞膜片鉗技術成功應用於耳蝸螺鏇動脈段的在位平滑肌細胞。主要從事初級感覺傳入信息的調製、血管細胞間縫隙連接以及細胞電生理技術本身的研究。發錶學術論文20餘篇,曾獲湖北省自然科學優秀學術論文一等奬、武漢市優秀科技論文二等奬。現為生理學副教授、電生理高級實驗師。
另外,提倡科學思維與哲學思想的再融閤,並對太極拳學、英國語言文學等有較深入的涉獵,著有《英語學習之路》(外文齣版社)等。

關聯推薦
《細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術》適閤於細胞電生理實驗研究人員,尤其是日益增多的膜片鉗使用者,並可以嚮醫學和生物學領域的教師及研究生介紹不易理解的細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術。
作者對細胞電生理及膜片鉗技術這些不容易理解的電生物物理學問題做瞭詳細的闡述,非常值得相關學科研究人員參考使用。

目錄
前言
第*章 緒論
第*節 細胞電生理學及其技術概述
第二節 細胞電生理學發展簡史
第三節 怎樣學習掌握細胞電生理學及其技術
一、調整改善電生理學工作者的知識結構
二、理論與實踐相互促進
主要參考文獻

第二章 細胞膜電學效應基本原理
第*節 離子通道與跨膜離子濃度梯度共同構成“微電池”
一、離子通道與其可通透的離子構成以離子的平衡電位為電動勢的濃差電池
二、離子平衡電位的計算——Nernst公式
三、體液中主要離子的平衡電位
四、離子通道的電導及用一段含源電路的歐姆定律描述離子通道
五、離子電流的反轉電位(零電流電位)初說
第二節 細胞膜及細胞內液、細胞外液的電容效應
第三節 離子泵的雙重電學效應
一、離子泵的活動既是通道電源效應的前提,本身又可直接産生電源效應
二、鈉鉀泵電流的平衡電位
第四節 其他膜轉運蛋白的電學效應
一、細胞膜上的其他轉運蛋白
二、例解:鈉鈣交換體及其平衡電位
第五節 細胞膜的電路模型及其初步分析
第六節 細胞膜對離子的通透性與GoldmanHodgkinKatz方程
一、離子的擴散與在電場中的運動:擴散係數與離子淌度及其影響因素
二、膜對離子的通透性與電導
三、GHK電流方程和電壓方程
主要參考文獻

第三章 膜片鉗技術基本理論與方法
第*節 膜片鉗技術概述
一、“膜片鉗”的基本含義
二、膜片鉗記錄的基本構型
第二節 膜電位鉗製條件下檢測膜電流的意義簡析
一、為何在細胞電生理學研究中常需要鉗製膜電位?
二、膜電位鉗製在穩恒水平時的通道電流簡析
三、當膜電位從一個鉗製水平階躍到另一水平時的通道電流簡析
四、再說反轉電位
第三節 膜片鉗技術基本原理
一、膜電位鉗製和電流檢測的實現
二、電流鉗製與膜電位的監測
第四節 偏移電位的補償
一、什麼是偏移電位
二、為什麼要補償偏移電位
三、怎樣補償偏移電位及其變化(主要是液接電位的變化)
四、液接電位的測量
五、不同記錄構型下的偏移電位補償
六、局部灌流産生的界麵電位和改變浴液Cl-濃度引起的電極電位改變的補償
七、結語
第五節 電壓鉗模式下的電容補償和串聯電阻補償
一、電容補償
二、串聯電阻的補償
第六節 漏電流的含義及其減除的意義和方法
一、漏電流的含義
二、膜片鉗中的漏電流減除
第七節 膜片鉗實驗中信號的基本處理——濾波與采樣
一、濾波
二、采樣
第八節 細胞浴液和電極內液的配製及保存
一、細胞浴液
二、電極內液
第九節 膜片鉗實驗用電極的製備和安裝
一、Ag/AgCl電極絲和玻璃微電極的製備
二、接地電極和記錄電極的安裝
第十節 膜片鉗實驗基本操作步驟、細節說明及注意事項
一、全細胞式膜片鉗基本操作步驟、細節說明及注意事項
二、單通道記錄基本操作說明
三、其他注意事項
第十一節噪聲與乾擾及其排除方法
一、膜片鉗記錄係統本身的噪聲
二、乾擾及其排除方法
第十二節穿孔全細胞膜片鉗技術
一、概述
二、常用穿孔劑的作用特點和使用方法
三、穿孔全細胞膜片鉗技術的優缺點
主要參考文獻

第四章 膜片鉗技術的擴展性應用
第*節 離體腦片膜片鉗記錄技術
一、離體腦片的製備及培養
二、腦片膜片鉗記錄的實驗裝置
三、離體腦片膜片鉗記錄的基本操作步驟
四、離體腦片膜片鉗記錄的應用
五、腦片膜片鉗記錄技術的幾點說明
第二節 應用膜片鉗技術檢測細胞的分泌活動
一、全細胞記錄構型的等效電路
二、膜電容檢測的時域法
三、膜電容檢測的頻域法
四、膜電容檢測示例
五、膜電容檢測技術相關問題的討論
第三節 穿孔囊泡外麵朝外式單通道記錄
第四節 高阻封接宏膜片鉗記錄
第五節 鬆膜片鉗技術
一、概述
二、鬆膜片鉗技術的實施方案
第六節 巨裁膜片鉗技術
主要參考文獻

第五章 自動膜片鉗技術
一、自動膜片鉗技術原理
二、傳統膜片鉗技術與自動膜片鉗技術比較
三、自動膜片鉗技術的應用
四、結語與展望
【附】自動膜片鉗儀器簡介
主要參考文獻

第六章 細胞電生理實驗標本的製備及記錄中的加藥方式
第*節 細胞電生理實驗標本的製備
一、急性或新鮮分離細胞標本
二、培養細胞標本
三、錶達細胞
四、腦片標本
五、微動脈段標本
六、溶液的配製
第二節 細胞電生理實驗中的加藥方式
一、細胞外給藥
二、細胞內給藥
主要參考文獻

第七章 鈉通道
第*節 電壓門控性鈉通道概述
一、電壓門控性鈉通道的分子結構
二、電壓門控性鈉通道的命名和分類
三、電壓門控性鈉通道的基因
四、電壓門控性鈉通道的功能
第二節 電壓門控性鈉通道的離子通透性和門控機製
一、電壓門控性鈉通道的通透性
二、電壓門控性鈉通道的門控機製
第三節 電壓門控性鈉通道的生物物理學特徵
一、電壓門控性鈉通道的電流電壓關係麯綫
二、電壓門控性鈉通道的激活與失活特徵
第四節 常用鈉通道調節劑及作用機製
一、鈉通道工具藥
二、局部麻醉藥
三、抗癲癇藥
四、Ⅰ類抗心律失常藥
主要參考文獻

第八章 鈣通道
第*節 概述
第二節 電壓門控性鈣通道的結構及生物物理學特性
第三節 電壓門控性鈣通道的離子通透性和門控機製
一、電壓門控性鈣通道的選擇性和通透性
二、電壓門控性鈣通道的門控機製
第四節 各類電壓門控性鈣通道的特徵、分布和功能
一、L型鈣通道
二、T型鈣通道
三、P/Q型鈣通道
四、N型鈣通道
五、R型鈣通道
第五節 電壓門控性鈣通道的藥理特性
一、激動劑
二、阻滯劑
三、藥物作用機製
第六節 其他類型鈣通道
一、受體操縱性鈣通道
二、鈣庫調控性鈣通道
三、IP3受體
四、ryanodine受體
主要參考文獻

第九章 鉀通道
第*節 電壓門控性鉀通道概述
第二節 鉀通道的結構及功能特性
一、鉀通道對鉀離子的選擇性
二、鉀通道的門控結構
三、電壓門控性鉀通道的電壓敏感性
四、電壓門控性鉀通道的失活
第三節 不同種類電壓門控性鉀通道的電生理記錄方法
一、A型鉀通道
二、延遲外嚮整流鉀通道
三、介導M電流的電壓門控性鉀通道
四、超速激活的延遲整流鉀通道
第四節 電壓門控性鉀通道的生理功能及病理意義
第五節 電壓門控性鉀通道的藥理特性
第六節 其他類型鉀通道
一、鈣激活的鉀通道
二、內嚮整流性鉀通道
三、雙孔區鉀通道
四、內嚮整流性鉀通道、雙孔區鉀通道與電壓門控性鉀通道亞基的基本結構比較
主要參考文獻

第十章 氯通道
第*節 鈣激活的氯通道
一、CACC通道的分子基礎
二、CACC通道拓撲結構
三、CACC通道的生理作用
四、CACC通道的生物物理學特性
五、CACC通道離子通透及門控機製
六、常用CACC通道調節劑及作用機製
第二節 電壓依賴性氯通道
一、ClC通道傢族簡介
二、ClC通道的拓撲及三維結構
三、ClC通道的生理作用
四、ClC通道的生物物理學特性
五、ClC通道離子通透性及門控機製
六、常用ClC通道的調節劑
第三節 環核苷酸激活的氯通道
一、環核苷酸激活的氯通道簡介
二、CFTR通道的結構及生理特性
三、CFTR通道的生理功能
第四節 細胞體積調節的氯通道
一、細胞體積調節的氯通道簡介
二、細胞體積調節的氯通道生理學特性
第五節 氯通道研究及分析方法
一、氯通道研究中電極內外液構成及注意事項
二、Ussing槽和短路電流記錄方法
主要參考文獻

第十一章配體門控離子通道
第*節 配體門控離子通道的界定
第二節 尼古丁型膽堿能受體通道
一、尼古丁型膽堿能受體通道概述
二、尼古丁型AChR的激活與阻斷
三、尼古丁型ACh受體激活電流的濃度效應關係
四、尼古丁型ACh受體通道功能的彆構性調製
第三節 5羥色胺3受體通道
一、5羥色胺3受體通道概述
二、5HT激活電流的濃度效應關係
三、5HT激活電流的電流電壓關係
四、5HT3R功能的調製
第四節 γ氨基丁酸A型受體通道
一、γ氨基丁酸A型受體通道概述
二、GABAAR功能的調製
第五節 離子型榖氨酸受體
一、離子型榖氨酸受體概述
二、離子型榖氨酸受體的功能特徵和意義
三、NMDAR的亞基組成及其配體
四、AMPAR與NMDAR的協同作用
五、NMDAR介導電流的調製
第六節 離子型ATP(P2X)受體通道
一、離子型ATP(P2X)受體通道
二、P2XR功能的調製
第七節 LGIC的錶型和基因型的關係
一、軀體感覺傳入神經元P2XR的錶型與基因型的關係
二、內髒感覺傳入神經元P2XR的錶型與基因型的關係
第八節 酸感受性離子通道的電生理研究
一、酸感受性離子通道概述
二、大鼠DRG神經元4種類型H+門控離子通道電流
第九節 TRP通道的電生理研究
一、TRP通道概述
二、TRP通道與溫度感覺及傷害性感覺
三、TRPV通道
第十節 GPCR對LGIC功能的調節作用
一、緩激肽受體激活對5TH3受體介導電流的增強作用
二、縮宮素受體激活對P2X受體介導電流的負性調製作用
三、P物質激活其NK1受體對GABAAR及5HT3R功能的反嚮調製作用
主要參考文獻

第十二章細胞電生理學常見問題解答
一、什麼是膜輸入電阻、膜電阻、膜比電阻、被動膜電阻、膜輸入電容?
二、什麼是時間常數和空間常數?
三、膜片鉗中的命令電壓、維持電壓、刺激電壓有何區彆?
四、什麼是維持電流?
五、膜電位升高、降低、增大、減小的使用是否有統一規定?
六、什麼是通道的整流特性?
七、入口電阻和串聯電阻是否是一迴事?
八、為什麼用於量效關係麯綫擬閤的Hill方程在不同文獻中形式不同?Hill係數的含義是什麼?
九、什麼是尾電流?測定尾電流有何意義?
十、Rundown、脫敏、失活、衰減幾個概念有什麼區彆?
十一、請解釋電壓依賴性離子通道的激活、失活、去活、復活幾個概念
十二、如何獲得電壓門控離子通道的激活麯綫和失活麯綫?
十三、在全細胞膜片鉗的電壓鉗模式下,把維持電位設定於靜息電位水平,為什麼加入神經興奮性藥物還會引起電壓依賴性通道(如鈉通道)開放而産生動作電流?
十四、全細胞膜片鉗實驗中,因串聯電阻的影響造成的鉗位誤差有何基本規律?
十五、細胞膜對不同離子的電導之比等於通透係數之比嗎?
十六、電極內液和細胞浴液的滲透壓哪個略大為宜?
十七、膜片鉗實驗中電極與細胞膜之間封接不佳對電流記錄有什麼影響?
十八、Nernst平衡電位、GoldmanHodgkinKatz平衡電位和Donnan平衡電位有什麼區彆?
十九、什麼是漏電流?
二十、什麼是門控電流?
二十一、什麼是窗口電流?
二十二、EGTA、EDTA和BAPTA的作用有何不同?
二十三、膜片鉗實驗中,電極進入浴液後電流基綫漂移該如何處理?
二十四、膜片鉗初學者使用Axon膜片鉗實驗係統如何起步?
二十五、使用Axon膜片鉗實驗係統時,在哪裏設置維持電位為佳?
二十六、膜片鉗實驗中,玻璃電極進入浴液後,測試電壓方波引起的響應電流方波幅度變大、變小或消失是何原因?
二十七、用Axon膜片鉗實驗係統在封接過程中,某一個或數個被監測的電學參數值為何變成紅色箭頭?
二十八、用Axon膜片鉗實驗係統在封接過程中或破膜後監測電學參數時,調節測試更新速率為何會引起電學參數值的變化?
二十九、平衡電位、反轉電位和零電流電位是一迴事嗎?
三十、為什麼電極剛進入浴液後,膜片鉗放大器總是齣現飽和現象?
三十一、如何排除50Hz的正弦波工頻乾擾?
三十二、可興奮細胞膜的閾電位的電學實質是什麼?
三十三、什麼是空間鉗位誤差?如何避免之?
三十四、用Axon公司的膜片鉗實驗係統,如何同時進行電壓刺激下的電流反應記錄和電流的連續性背景記錄?
三十五、對於藥物引起的電流和電壓激活的電流,使用斜坡電壓刺激做IV麯綫分彆有什麼要求?
三十六、膜片鉗實驗中,能否根據電壓鉗模式下的膜輸入電阻和加藥引起的電流幅度,推測電流鉗模式下同樣的加藥刺激引起的膜電位變化幅度?
三十七、膜片鉗記錄數據中的電流和電壓基本參考方嚮(正方嚮)是怎樣約定的?
三十八、細胞膜在非鉗壓狀態下,如果齣現內嚮電流或外嚮電流,膜電位會如何改變(去極化還是超極化)?
主要參考文獻
附錄細胞電生理學與膜片鉗技術專業術語英中文對照錶
作者簡介

在綫試讀
第*章緒論 第*章緒論
細胞電生理學是一門理論與技術高度融閤的學科,其理論性和實踐性都比較強。此學科集電學、電化學和生物醫學於一體,故細胞電生理學工作者需要對這幾個方麵都有一定深度的瞭解,纔能對此學科真正略窺門徑,而不至於在工作中犯自己難以察覺的錯誤。
以膜片鉗技術為發展高潮的細胞電生理學技術,在生命科學研究中,尤其是在離子通道、離子泵、離子轉運體等生電性膜蛋白的功能及其相關的信使物質的研究中,一直發揮、且將繼續發揮其他實驗方法無法替代的作用。
第*節細胞電生理學及其技術概述
電生理學(electrophysiology)是研究生物體內的電現象的一門學科。細胞電生理學(cellular electrophysiology)則是研究細胞尤其是細胞膜的電現象的學科。由於細胞電現象是機體諸多生理活動的前提或功能錶現,因此電生理學是生理學中zui重要、zui基本的內容之一。由於生物電是生物體內的物理現象,所以電生理學又隸屬於生物物理學的範疇,是生物學和物理學的交叉學科。
動物體內和植物體內均存在生物電現象,很多微生物亦然,但時至今日電生理學研究主要還是集中在動物體標本,尤其是動物的可興奮組織或細胞。細胞電生理學研究則主要集中在細胞膜中具有電學性質的結構上,包括各種離子通道、離子泵及其他膜轉運蛋白體、脂質雙層本身,以及與它們相關聯的受體、膜內和胞內信號轉導係統等。由於技術問題,目前對細胞器的膜電現象瞭解較少,這方麵有望成為未來的發展方嚮之一。
電生理學是一門技術性非常強的學科,其技術本身即電生理學技術(electrophysiological techniques)便是該學科的重要組成部分,它是利用電子儀器結閤電化學裝置研究生物電現象的方法體係。記錄生物電信號,需要用電極將電信號引導至放大器的輸入端,經過放大器的放大和(或)阻抗變換及各種補償調節等處理,將信號從放大器的輸齣端輸齣至記錄係統(如示波器、筆錄儀、微型計算機采樣係統等)進行記錄。
我們先從不同的角度對電生理學技術進行基本分類。引導生物電信號,一般需要兩個電極,這兩個電極有時互為參比電極,但在多數情況下,其中一個作為參比電極[reference electrode,即接地電極(grounding electrode)],另一個作為探測電極[exploratory electrode, 亦有人習慣稱之為記錄電極(recording electrode)]。參比電極通常置於標本的細胞外液中,並與記錄係統各點電位的公共參照點(即電路的“地”)相連接,因此在電生理學中習慣上將細胞外液作為零電位點(嚴格地講這是在補償瞭界麵電位基礎上的一種簡化方法)。探測電極則根據實驗目的放置於特定的部位,其放置部位不同,記得的信號及形成的記錄模式不同。若將探測電極放置於細胞外,稱為細胞外記錄(extracellular recording), 可以用來記錄探測電極尖端與參比電極之間的電位差(如場電位記錄)或流過探測電極的電流(如細胞貼附式膜片鉗)。若將探測電極尖端穿刺至細胞內,記錄細胞膜兩側的電位差(如尖銳電極胞內電位記錄)或跨膜電流(如雙電極電壓鉗,此方法通常需要兩根插入胞內的電極,見本節下述),則稱為細胞內記錄(intracellular recording)。
另外,根據人為控製的電學參數不同,可以將電生理技術分為電壓鉗(voltage clamp)和電流鉗(current clamp)。電壓鉗即在人為控製細胞膜兩側的電位差(膜電位)的條件下測定通過細胞膜的電流,電流鉗則是人為控製經電極嚮細胞膜注射的電流而觀察膜電位的變化。
各種電生理技術均可按照上麵的兩種基本技術歸類。下麵對幾種傳統的電生理技術做一概念性簡介,以便讀者對電生理學技術有個輪廓性瞭解。
傳統的電生理教學性實驗,如神經乾動作電位的引導、減壓神經放電、膈神經放電、大腦皮層誘發電位的記錄等,以及一些臨床電生理學檢查,如心電圖、腦電圖、肌電圖、耳蝸電圖的描記等,均屬於細胞外記錄,記錄的是兩個引導電極間的電位差,或探測電極尖端相對於參比電極的電位值,體現的是多細胞電變化造成的場電位(field potential)的綜閤效應。因電極中幾乎沒有電流通過,屬於電流鉗中的零位鉗流(zero�瞔urrent clamp)。
神經元單位放電(neuronal unit discharge)記錄,即將探測電極(可用玻璃微電極或金屬電極)置於單個神經細胞的外錶麵,記錄該細胞興奮活動過程中細胞外錶麵某一點與參比電極之間的電位差。因為參比電極也與細胞外液相連,兩電極之間的短路效應較強,此電位差很小(一般幾十到幾百微伏)。可分析的指標有放電頻率、幅度及誘發放電的潛伏期,以分析放電頻率zui為重要。神經元單位放電記錄,是單個細胞的細胞外記錄,也為零位鉗流。
傳統的雙電極電壓鉗(two�瞖lectrode voltage clamp)技術,是針對體積較大的細胞,將兩根電極(分彆俗稱電壓電極和電流電極)刺入細胞內,電壓電極用於引導記錄膜電位,並將其與想要的電位水平即命令電位在負反饋放大器輸入端相比較,隻要二者有微小的差異,便由負反饋放大器的輸齣端通過電流電極給細胞注射電流,以保證膜電位基本等於命令電位,從而實現對膜電位的控製。電流電極和胞外的接地電極構成電流迴路,電流較大時為瞭避免在浴液産生的壓降對鉗壓的影響,常將接地電極分成控製細胞外電位的電極和測定電流的電極,後者用於記錄鉗製膜電位需要注射的電流。若細胞膜的通道狀態發生改變(開放或關閉),則鉗製膜電位需要注射的電流也會發生變化,此變化實際上相當於通道電流的變化,並反映瞭細胞膜電導的變化。如其名曰,此技術為電壓鉗技術,也屬於細胞內記錄。
細胞內尖銳電極記錄(intracellular sharp electrode recording),即用尖端非常細(<0��5μm)的玻璃微電極作為探測電極刺入細胞內,記錄細胞膜內側和置於細胞外液(如標本灌流液)中的參比電極的電位差(即膜電位)。我們通常狹義上說的細胞內記錄(intracellular recording in its narrow sense)即指此方法。記錄時通過電極的電流一般為零,也可以通過電極對細胞施以可調節的方波電流刺激,或注射持續電流改變基礎膜電位,故此方法屬於電流鉗。當通過電極的電流為零時即為零位鉗流。
現在盛行的膜片鉗(patch clamp)技術,電學參數的鉗製和記錄采用同一個玻璃微電極完成,因其尖端開口通常較粗,所以也被稱為玻璃微細管。將玻璃微細管吸附於細胞錶麵,形成吉歐級(>109Ω)高阻封接(gigaseal),若記錄玻璃微細管口下麵的一小片細胞膜中的通道(一個或幾個)的活動,為細胞貼附式(on�瞔ell /cell attached)膜片鉗記錄。以此為基礎,還可形成全細胞式(whole�瞔ell)、內麵朝外式(inside�瞣ut)、外麵朝外式(outside�瞣ut)三種記錄構型(詳見第三章“膜片鉗技術基本理論與方法”)。因為玻璃微細管尖端處於細胞外,所以膜片鉗技術屬於細胞外記錄。這也是德國HEKA公司將其生産的膜片鉗放大器係列稱為EPC(extracellular patch clamp)的原因。膜片鉗實驗工作模式既可設為電壓鉗,也可設為電流鉗。
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生物醫學前沿探索:從分子機製到係統功能 書名: [按需印刷] 細胞電生理學基本原理與膜片鉗技術 本書簡介 在生命科學的宏大敘事中,細胞的功能性活動,尤其是其電生理特性,構成瞭生命體信息傳遞與調控的核心。本書並非旨在介紹細胞電生理學的具體技術細節或操作流程,而是將視野投嚮更廣闊的生物醫學研究前沿,探討信息如何在細胞、組織乃至係統層麵進行編碼、傳輸與整閤,及其在健康與疾病狀態下的深層機製。 第一部分:生命信號的跨尺度編碼與解碼 生命活動依賴於復雜的信號網絡。本書將從宏觀視角審視生物體內信號的産生與傳遞。這包括但不限於神經遞質釋放後的突觸後受體動態,以及離子流如何在細胞膜上觸發或抑製細胞活動。我們關注的重點在於如何將這些分子層麵的事件轉化為可測量的生物學功能。 信息編碼的物理學基礎: 我們探討生命體如何利用電化學梯度進行能量存儲和信息傳遞。這涉及對跨膜電位的熱力學驅動力的理解,以及這些驅動力如何被精確調控。例如,在某些高度興奮的組織中,細胞群如何通過同步放電形成復雜的節律,這種節律性活動在心肌、神經元乃至內分泌細胞中都扮演著至關重要的角色。我們將考察興奮性-抑製性平衡(E/I Balance)在維持組織穩態中的重要性,以及當這種平衡被打破時,可能齣現的病理狀態,例如癲癇或心律失常。 生物學係統的集成化: 本部分將著重於多細胞係統中的耦閤機製。細胞間的直接連接(如縫隙連接)和間接的化學信號傳遞共同構建瞭一個功能統一的整體。我們考察的是這些連接的拓撲結構如何影響信息的傳播速度和保真度。在組織工程和再生醫學的背景下,理解細胞群如何“集體地”對外部刺激做齣反應,遠比研究單個細胞的反應更為關鍵。 第二部分:疾病發生與機理探究 電生理異常往往是許多嚴重疾病的根本原因或早期標誌。本書將深入探討在不同疾病模型中觀察到的離子通道和轉運體功能障礙。 神經退行性疾病中的功能障礙: 聚焦於阿爾茨海默病、帕金森病等。這裏的關鍵問題在於,早期的突觸傳遞效率下降是如何纍積並最終導緻不可逆的認知或運動功能喪失的。我們探討的是蛋白質聚集如何乾擾正常的離子通道功能,以及這如何影響神經元的興奮性閾值和可塑性。 心血管疾病的電重塑: 在心肌缺血或心肌病中,細胞的復極化過程常常發生顯著變化,導緻易差性增加。本書將分析這些電生理重塑的分子基礎,例如特定鉀離子通道或鈉離子通道亞基的錶達失調,以及這如何驅動惡性室性心律失常的形成。這部分內容強調的是,理解電生理異常的級聯效應對於開發靶嚮治療至關重要。 癌癥生物學的新視角: 越來越多的證據錶明,癌細胞的異常增殖和遷移能力與其離子通道的異常錶達密切相關。例如,某些鈣離子通道的異常激活可能促進細胞周期推進。本書將側重於探討電信號通路如何與細胞增殖、凋亡以及侵襲性等過程相互作用。 第三部分:生物工程與高級成像方法的應用 要真正理解生命活動的精妙之處,需要超越傳統的單一細胞記錄範疇,采用更全麵的、能捕獲時空動態的工具。 高通量與自動化篩選: 在藥物研發中,需要快速評估候選化閤物對離子通道功能的影響。本書將探討自動化電生理平颱在篩選工作中的優勢,這些平颱如何允許研究者在數韆種條件下快速評估分子效應,從而加速對藥理靶點的認識。 活體成像與功能關聯: 結閤先進的熒光電壓探針技術或鈣成像技術,研究人員能夠實時觀察活體組織中電活動的擴散模式。本書將關注如何利用這些技術將記錄到的電信號與宏觀的行為或組織反應聯係起來,從而建立更完整的因果鏈條。例如,在發育生物學中,觀察早期胚胎組織中離子流動的空間分布如何指導細胞命運的決定。 數據科學與模型構建: 現代電生理研究産生瞭海量的復雜數據集。本書將討論計算模型和機器學習方法如何被用於解析這些復雜數據,預測細胞群體的行為,並構建能夠模擬生理和病理狀態的係統級模型。這包括如何通過數據驅動的方法,識彆齣在復雜係統中起關鍵調控作用的“節點”。 總結: 本書立足於生物信息傳遞的深層原理,旨在拓寬讀者對細胞電活動的認知邊界,將其置於整個生命係統的功能背景下進行審視。它不側重於技術操作的細節,而是強調功能、機製與疾病關聯的綜閤理解,為從事基礎生命科學、藥物研發及生物工程領域的專業人士提供一個全麵而深刻的理論框架。

用戶評價

評分

我是一名剛剛接觸膜片鉗技術的初學者,這本書簡直就是我入門的“啓明星”。在實驗操作層麵,它給我提供瞭非常係統和實用的指導。從濕房的搭建、溶液的配製,到顯微鏡的使用、電極的打磨和封接,每一個步驟都講解得細緻入微,配有清晰的圖示和注意事項。作者特彆強調瞭“耐心”和“細緻”在膜片鉗實驗中的重要性,這讓我提前做好瞭心理準備。我最喜歡的是書中關於“接地”和“屏蔽”的講解,這些看似不起眼但至關重要的細節,往往是新手失敗的罪魁禍首,而這本書卻給瞭我非常實用的建議,幫助我避免瞭很多潛在的問題。此外,作者還分享瞭很多“技巧”和“竅門”,例如如何提高封接質量、如何處理尖峰僞影、如何識彆不同類型的離子電流等等,這些經驗性的指導對於新手來說簡直是無價之寶。讀完這本書,我感覺自己已經具備瞭進行基本膜片鉗實驗的能力,並且充滿瞭信心去實踐。

評分

這本書的深度和廣度讓我感到非常驚喜。它不僅僅是一本操作指南,更是一部關於膜片鉗技術發展曆程和應用前景的百科全書。在介紹膜片鉗的各種基本模式時,作者並沒有簡單地羅列步驟,而是深入剖析瞭每種模式背後的物理化學原理,以及它們各自的優缺點和適用範圍。我特彆欣賞作者對於“電壓鉗”和“電流鉗”的區分講解,以及如何根據不同的研究目的選擇閤適的技術。書中對放大器、移液器、微電極的詳細介紹,以及如何優化實驗參數以獲得高質量數據,都讓我受益匪淺。更讓我眼前一亮的是,作者還花瞭相當大的篇幅來介紹膜片鉗技術的應用實例,從神經科學的研究到心血管疾病的機理探索,再到藥物篩選的應用,讓我看到瞭這項技術在各個領域的巨大潛力。書中還探討瞭未來膜片鉗技術的發展趨勢,例如高通量篩選、單細胞水平的實時監測等等,這讓我對未來的研究方嚮充滿瞭期待。雖然部分章節涉及一些數學公式和模型,但作者都給齣瞭清晰的推導過程和物理意義的解釋,讓我能夠理解其背後的邏輯,而不是盲目記憶。

評分

這本書給我帶來的不僅是知識上的提升,更是研究思路上的啓發。它不僅僅停留在技術層麵,更著重於如何利用膜片鉗技術去解決具體的科學問題。書中穿插瞭許多經典的膜片鉗研究案例,通過對這些案例的分析,我學習到瞭如何設計閤理的實驗方案,如何解讀獲得的電生理數據,以及如何將這些數據與細胞的生物學功能聯係起來。作者對於“控製變量”和“排除乾擾”的強調,讓我深刻理解瞭科學研究的嚴謹性。我特彆欣賞書中關於“數據分析”部分的講解,不僅介紹瞭常用的軟件和算法,更重要的是教會瞭我如何批判性地看待和解釋實驗結果。它讓我明白,膜片鉗數據不僅僅是電流和電壓的麯綫,更是揭示細胞生命活動奧秘的窗口。讀完這本書,我感覺自己的思維方式發生瞭一些改變,更加注重實驗設計的閤理性和數據解讀的深度,這對於我今後的科研工作將有長遠的影響。

評分

這是一本讓我徹底顛覆瞭對細胞電生理學和膜片鉗技術的認知的書。在閱讀之前,我一直認為這門學科是晦澀難懂的、實驗操作更是繁瑣至極,隻有少數頂尖的實驗室纔能真正掌握。然而,這本書的齣現,徹底打破瞭我的這種刻闆印象。它以一種非常清晰、邏輯性極強的語言,逐步引導我走進這個迷人的世界。開篇就從細胞膜的離子通道這一最基礎的概念講起,用大量形象的比喻和通俗的解釋,讓我迅速理解瞭膜電位是如何形成的,以及各種離子在其中扮演的角色。接著,它並沒有急於介紹復雜的實驗技術,而是花瞭很多篇幅來闡述電生理學的基本原理,例如動作電位的産生機製、離子通道的動力學模型等等。我尤其喜歡作者對於“電”和“流”的類比,把原本抽象的概念具象化,讓我這種非生物背景的讀者也能輕鬆掌握。書中的插圖也非常精美,很多示意圖都恰到好處地解釋瞭復雜的生物過程。而且,它並沒有止步於理論,而是巧妙地將理論與即將到來的技術操作聯係起來,為後續的膜片鉗技術部分打下瞭堅實的基礎。總而言之,這本書給我一種“醍醐灌頂”的感覺,讓我覺得細胞電生理學並非遙不可及,而是充滿趣味和探索價值的領域。

評分

這本書的齣版形式和內容設計,充分考慮到瞭讀者的實際需求,堪稱“按需印刷”的典範。首先,它的內容組織結構非常閤理,從基礎理論到技術操作,再到應用拓展,循序漸進,邏輯清晰,非常適閤不同水平的讀者。其次,作者在語言風格上獨具匠心,既有學術的嚴謹性,又不乏科普的趣味性,避免瞭枯燥乏味的說教。即使是復雜的概念,也能通過生動的比喻和深入淺齣的解釋,變得易於理解。再者,書中提供的各種圖錶、流程圖和實驗照片,都非常高質量,極大地提升瞭閱讀體驗和學習效率。而且,“按需印刷”的模式,讓這本書能夠及時更新,納入最新的研究進展和技術發展,這對於像膜片鉗技術這樣快速發展的領域來說,尤為重要。我個人認為,這本書的齣版形式,不僅是對知識傳播的一種創新,更是對讀者需求的一種尊重。它讓我感覺,這本書仿佛是專門為我量身打造的,能夠最大程度地滿足我學習和研究的需求。

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好書

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挺好的

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每次都在京東買,很好

評分

很好,低滿意。

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東西很不錯

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很好,低滿意。

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挺好的

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挺好的

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挺好的

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