利用单感器记录技术检测臭虫嗅觉神经元对化学信号物质的电生理反应

单感器记录技术的总体目标是研究触角嗅觉感器中的神经元对各种气味物质的响应。该方法有助于解答化学生态学领域的关键问题，例如昆虫是否能够感知其环境中存在的化学气味物质，以及它们如何处理这些化学气味物质。该技术的主要优势在于能够真实反映单个神经元在功能上的活动情况。

该技术能够更精确地测量神经元对化学气味物质的敏感性。此方法的应用延伸至昆虫控制中引诱剂或驱避剂的开发，因为该技术可用于筛选大量对昆虫具有重要生物学意义的化学物质。

将臭虫置于冰上麻醉两到三分钟，开始此操作。然后用双面胶带将昆虫的触角和身体固定在显微镜盖玻片上，并用精细剪刀去除腿部。使用细针轻轻调整触角在胶带上的位置。

接下来，将盖玻片靠在一个小团牙科蜡上以方便操作，并将其调整至90度角，以便放置记录电极。固定后，将臭虫置于体视显微镜下。打开光源，调节光照强度，直至触角清晰可见。

然后在高倍镜下将显微镜聚焦于臭虫触角的第二节鞭节。在此步骤中，将前置放大器与信号采集控制器连接，再将控制器连接至计算机，用于信号的记录与可视化。接着，打开软件，从菜单栏中点击“记录”。

然后选择波形以开始记录波形信号。打开连接至前置放大器的扬声器，播放来自触角感受器神经元反应的声音信号。现在将参考电极插入固定好的臭虫腹部。

在将参考电极连接到臭虫的腹部后，将记录电极移向臭虫触角的后端。当记录电极接触到右触角的顶端时，先在低倍镜下定位电极。然后在逐渐增加放大倍数的同时调节记录电极，直至电极和触角上的感觉器在同一平面上，并在显微镜下清晰可见。

然后，使用显微操作器将记录电极插入感器的柄部。如果背景噪声过高，则将其插入得更深一些。一旦从记录的感器中观察到清晰的动作电位，即用植物刺激物填充微量移液管。

使用微量移液器将10微升的刺激物样品滴加到玻璃巴斯德吸管内的滤纸条上。准确且直接地将记录电极连接到嗅觉感器是实验成功的关键。插入电极时稍深一些，可部分减少背景噪声。

接下来，将装有样品的移液器连接至刺激气流管的出口，并将移液器尖端插入朝向触角方向的管内小孔中。当所有连接稳定后，踩下刺激控制器的脚踏开关，将刺激物送入持续湿润的气流中，并开始记录。记录过程将持续10秒，从刺激开始前1秒启动。

在刺激前后各选取一个500毫秒的时间段，离线统计动作电位数量。若需施加另一个刺激，请标记一支新的移液器，内含待测的0.01%桉叶油醇。在放置一小片滤纸之前，先加入10微升刺激物。

然后等待两到五分钟，直至刺激物在玻璃移液管中完全挥发。将移液管连接到刺激物流管的出口。随后，将移液管尖端插入朝向触角方向的管壁小孔中。

踩下脚踏开关并开始10秒记录。之后，断开移液器，另取一支含有0.1%桉叶素的移液器。在触角感器上测试其余所有浓度的桉叶素，以观察最显著的反应。

在此图中，信号迹线显示了嗅觉感受器在单感受器记录实验中对作为对照的溶剂所产生的典型神经反应。信号记录在0.5秒气流刺激开始前1秒启动，并在气流刺激启动后持续记录10秒。

该信号轨迹显示了嗅觉感受器在受到植物性刺激物10%正构β蒎烯刺激时产生的极强神经反应。当刺激气流被递送至嗅觉感受器后，该感受器内部的嗅觉感觉神经元随即以高频率放电，并呈现出持久的时间动态。通过该实验步骤所获取的信息，可进一步探究昆虫行为相关的问题，例如：对具有强烈神经反应的特定化学物质，昆虫会表现出怎样的行为反应。

观看本视频后，您应能更好地理解如何记录昆虫嗅觉神经元对化学刺激的反应。