膜片鉗在通道研究中起著重要的作用。膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和區(qū)分單個離子通道電流及其開閉時間,區(qū)分離子通道的離子選擇性,同時發(fā)現(xiàn)新的離子通道和亞型,在記錄單細胞電流和全細胞電流的基礎上,進一步計算細胞膜上的通道數(shù)和開放概率。也可用于研究某些細胞內(nèi)或細胞外物質(zhì)對離子通道的開閉和通道電流的影響。同時用于研究細胞信號的跨膜轉(zhuǎn)導和細胞分泌機制。結(jié)合分子克隆和定點突變技術(shù),膜片鉗技術(shù)可用于研究離子通道的分子結(jié)構(gòu)與生物學功能的關(guān)系。膜片鉗技術(shù)也可用于分析藥物對其靶受體的作用位點。例如,神經(jīng)元煙堿受體是配體門控離子通道,膜片鉗全細胞記錄技術(shù)可以通過記錄煙堿誘發(fā)電流,直接反映神經(jīng)元煙堿受體活動的全過程,包括受體與其激動劑和拮抗劑的親和力、離子通道開閉的動態(tài)特征、受體的***等。用膜片鉗全細胞記錄技術(shù)觀察拮抗劑對煙堿受體興奮的量效曲線的影響,以確定其作用的動態(tài)特征。然后根據(jù)拮抗劑對受體***的影響分析,拮抗劑的作用是否是電壓依賴性和使用依賴性的,我們可以從功能上區(qū)分拮抗劑對煙堿受體的不同作用位點,即判斷拮抗劑是作用于受體的激動劑識別位點、離子通道還是其他變構(gòu)位點。通過研究離子通道的離子流, 從而了解離子運輸、信號傳遞等信息。芬蘭高通量全自動膜片鉗哪家好
高阻封接技術(shù)還明顯降低了電流記錄的背景噪聲,從而戲劇性地提高了時間、空間及電流分辨率,如時間分辨率可達10μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達10-12A。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來自于膜片鉗放大器本身外,主要還是信號源的熱噪聲。信號源如同一個簡單的電阻,其熱噪聲為σn=4Kt△f/R式中σn為電流的均方差根,K為波爾茲曼常數(shù),t為溫度,△f為測量帶寬,R為電阻值??梢姡玫降驮肼暤碾娏饔涗?,信號源的內(nèi)阻必需非常高。如在1kHz帶寬,10%精度的條件下,記錄1pA的電流,信號源內(nèi)阻應為2GΩ以上。電壓鉗技術(shù)只能測量內(nèi)阻通常達100kΩ~50MΩ的大細胞的電流,從而不能用常規(guī)的技術(shù)和制備達到所要求的分辨率。德國全細胞膜片鉗腦片膜片鉗通常用于實驗室、制造業(yè)和電子工業(yè)等領域,用于夾持薄膜、塑料薄膜、金屬箔等材料。
離子通道的近代觀念源于Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世紀30—50年代的開創(chuàng)性研究。在1902年,Bernstein創(chuàng)造性地將Nernst的理論應用到生物膜上,提出了“膜學說”。他認為在靜息狀態(tài)下,細胞膜只對鉀離子具有通透性;而當細胞興奮的瞬間,膜的破裂使其喪失了選擇通透性,所有的離子都可以自由通過。Cole等人在1939年進行的高頻交變電流測量實驗表明,當動作電位被觸發(fā)時,雖然細胞的膜電導大為增加,但膜電容卻只略有下降,這個事實表明膜學說所宣稱的膜破裂的觀點是不可靠的。1949年Cole在玻璃微電極技術(shù)的基礎上發(fā)明了電壓鉗位(voltageclamptechnique)技術(shù)滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的化合物體外篩選,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*59小時隨時人工在線咨詢.
膜片鉗技術(shù)的發(fā)展∶全自動膜片鉗技術(shù)(Automatedpatchclamptechnique)的出現(xiàn)標志著膜片鉗技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個嶄新階段,從這個意義上說,前面所講的膜片鉗技術(shù)我們稱之為傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)(Traditionalpatchclamptechnique),傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)每次只能記錄一個細胞(或一對細胞),對實驗人員來說是一項耗時耗力的工作,不適合在藥物開發(fā)初期和中期進行大量化合物的篩選,也不適合需要記錄火量細胞的基礎實驗研究。全自動膜片鉗技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了這些問題,它不僅通量高,一次能記錄幾個甚至幾十個細胞,而且從找細胞、形成封接、破膜等整個實驗操作實現(xiàn)了自動化,免除了這些操作的復雜與困難。這兩個優(yōu)點使得膜片鉗技術(shù)的工作效率提高了!全自動膜片鉗技術(shù)采用的標本必須是懸浮細胞,像腦片這類標本無法采用。此外,全自動膜片鉗技術(shù)只能進行全細胞記錄模式、穿孔膜片鉗記錄模式以及細胞貼附式單通道記錄模式,而不能進行其他模式的記錄。在膜電位改變時,在電場的作用下,重新分布導致通道的關(guān)閉,同時有電荷移動,稱為門控電流。
全細胞膜片鉗記錄(whole-cellpatch-clamprecording)是應用*早,也是*廣的鉗位技術(shù),它相當于連續(xù)的單電極電壓鉗位記錄,也就是說全細胞記錄類似于傳統(tǒng)的細胞內(nèi)記錄,但它具有更大的優(yōu)越性,如高分辨率、低噪聲、極好的穩(wěn)定性以及能控制細胞內(nèi)的成分等。全細胞記錄技采測定的是一個細胞內(nèi)全部**通道的電流,記錄過程中電極的溶液取代了原細胞質(zhì)的成分。雖然膜片鉗記錄技術(shù)與*初的單電極電壓鉗位相比進步了很多,尤其在單離子通道鉗位記錄方面,細胞或腦片的組織選擇及實驗溶液的制備仍然是很重要的步驟。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的化合物體外篩選,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*45小時隨時人工在線咨詢.屯流鉗素向細胞內(nèi)注入刺激電流,記錄膜電位對刺激電流的反應。單通道膜片鉗系統(tǒng)
膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來。芬蘭高通量全自動膜片鉗哪家好
實驗溶液浸溶細胞溶液和微電極玻璃管內(nèi)的填充液成分對全細胞膜片鉗記錄也是很重要的內(nèi)容,這關(guān)系到封接的容易程度、細胞存活狀態(tài)及膜電位的狀態(tài)等。在實驗記錄過程中,尤其是神經(jīng)生物學實驗,需要迅速更換細胞浸溶液濃度以免受體敏感性降低(desensitization)或需要模擬快速突觸反應的壽命。原則上細胞的浸溶液成分或玻璃管內(nèi)填充液成分應該與細胞外或細胞內(nèi)間質(zhì)的成分相似,實際研究中,為了探討某些通道或電位特性,對這些實驗溶液的成分或濃度會作必要調(diào)整,沒有哪種溶液是理想的。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的化合物體外篩選,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*46小時隨時人工在線咨詢.芬蘭高通量全自動膜片鉗哪家好