Warner BLM脂双层工作站

美国Warner公司的平面脂双层工作站（The Planar Lipid Bilayer Workstation――BLM Workstation）是测量pA或nA级跨越人工平面脂双层膜电流的理想工具，目前是全世界唯一的用于测量平面脂双层通道电流的工作站！

BLM工作站包括如下设备

• Bilayer clamp amplifier (BC-535 脂双层膜片钳放大器)

• 8-pole Bessel filter (LPF-8 8-极Bessel滤波器)

• BLM Starter Kit (BLM-ST BLM初装工具盒)

• Headstage holder (HST-1 探头夹持器)

• Data acquisition system and software (数据采集系统与软件)

• Integrated controller for stirplate and lamp (SUN Stir-3 双层膜搅拌盘与卤素灯综合控制系统)

• Instrument rack  (RAC-14 仪器架)

• Perfusion system (BPS-2 灌流系统)

• Faraday cage and Vibration Isolation Table (FC Series 法拉第笼，即屏蔽网和防震台)

工作原理及各组成部分的详细介绍

1. 脂双层膜片钳放大器（Bilayer clamp amplifier）

高质量的放大器绝对是记录单一通道电流必需的设备。要求放大器必须能识别并从电噪声中分离记录到微小的pA级电流。脂双层膜片钳放大器的探头采用的是复杂一些 的电容反馈电路，这种电路极大地扩展了信号的频带宽。由于脂双层膜很少能产生大于200pA的电流，因此由这种电路带来的在通过大电流时产生的噪声得以去 除。

2. 8-极Bessel滤波器（8-pole Bessel filter）

要想能够从高幅、高频噪声中分辩并记录出波动的通道电流，对放大器输出的电流进行滤波是所必需的。正确地施加滤波是非常重要的，因为对电流数据 的过度滤波会使通道的门控事件产生失真。脂双层膜片钳放大器提供4-极Bessel滤波器，通过1、2、5档调节滤波频 率，滤波频率范围为50-20k Hz。

为获得对信号滤波的更好效果，本工作站配有LPF-8型8-极低通Bessel滤波器供使用者选择。

3. 膜支撑系统（Membrane support）

通常采用各种不同的塑料支撑装置（如杯子、巴士德吸管尖端、聚四氟乙烯薄、片、塑料隔片等）来形成平面脂双层工膜。我们的脂双层工作站采用不同容 量、尺寸和孔径大小的灌流杯（Bilayer cup）与记录槽（Bilayer recording chamber）作为支撑装置。孔径大小（即膜面积大小）非常重要，太大则电噪声大而且膜的脆性大，膜容易破碎；太小虽然膜的坚固性好，电容噪声小，但嵌 入膜上的离子通道（受体）少。最佳孔径大小和几何形状通常需要在实验中摸索。形成平面脂双层的通常策略是将脂质（一般溶解在癸烷中）刷涂过支撑系统上的小 孔，多余的脂质会离开小孔，在疏水压作用下，留在孔内的脂质形成平面脂双层结构。

4. 灌流系统（Perfusion system）

灌流换液用于改变溶液成分、施加/清除药物，通常施加在膜上嵌入通道（受体）后。好的灌流系统要求在更换溶液时不能干扰记录过程、不能打破质 膜，同时要求快速和便于操作。灌流系统按照工作机制分为重力灌流、泵灌流、手工或仪器控制的施加压力灌流等几种。

5. 搅拌设备（Stirring system）

记录槽内进行搅拌对结果的可重复性是很重要的，尤其是在施加通道（受体）激动剂或阻断剂时，能保证药物的充分作用。此外，搅拌可能通过振动脂双层或持续将新囊泡融入膜表面而促进脂质囊泡的融合。对搅拌系统的要求是它不能带来机械震动和电噪声。

6. 法拉第笼（Faraday cage）

法拉第笼用于屏蔽放大器探头，防止电磁干扰的影响。这些电磁干扰来自于附近的设备。通常将探头与膜支撑设备（灌流杯、记录槽）放置在法拉第笼 内，灌流系统、搅拌设备既可放置在笼子内，也可放在笼子外。

法拉第笼通常采用铜网或铝网，骨架用铝材。膜片钳实验中，一般以笼罩的形式将法拉第笼放置在防震台的周围，与防震台不接触，但也可直接放置在防 震台上。我公司配置的FC系列法拉第笼的尺寸（高度x宽度 x深度）是63.5 x 55.9 x 45.7 cm，是直接安装在桌型防震台上的，占用的实验室空间很小。FC系列法拉第笼的正面是扇形门，两侧面各有小门，后面设有各种电线进出笼子的小孔，且在后壁 上有一个黄铜块作为各个仪器设备接地用的公共地。

7. 防震台（Vibration Isolation table）

我公司采用的防震台有主动充气与被动充气两种，面积约为40 x 48cm，表面为钢面，具磁性，可在其上通过磁性固定一些设备。其与法拉第笼组合在一起。

8. 探头夹持器（Headstage holder）

探头的轻微震动可导致快速波动的漂浮电容出现，表现为放大器输出的噪声增加。通过将探头固定在防震支架上可防止探头的震动。我公司采用HH-1探头夹持器，通过磁力表座固定在防震台面上，起到固定探头的作用。

9. 照明系统（Illumination system）

屏蔽网内的照明系统可对支撑系统中的膜形成小孔进行照明，有助于在灌流杯中形成双层脂膜时的操作。理想状态下，照明灯不能引入电噪声和加热被照 明的物体。我公司的SUN-1照明灯为卤素直流灯，不带来电噪声，且其发出的60％的热量都能通过固定装置及时得到扩散。

10. BLM初装工具盒（BLM Starter Kit）

用于完成系统的安装。包括如下内容：（1）3根BNC线；（2）几根地线；（3）3支毛刷（尺寸0-000）；（4）玻璃毛细管（加脂质用）；（5）灌流用PE管；（6）搅拌棒（2 x 5 mm或2 x 7 mm）。

11. 数据采集系统与软件（Data acquisition system and software）

数据的采集包括A/D转换器与采样软件（早期也使用绘图仪、示波器等）。

12. 仪器架（Instrument rack）

RAC-14型仪器架是一个14英寸的桌面型仪器架，用于放置放大器、滤波器、搅拌-照明控制仪、A/D转换器。附带接地线用于连接电源调节器。