進(jìn)口全細(xì)胞膜片鉗參數(shù)

來源: 發(fā)布時間:2023-03-09

膜片鉗的基本原理則是利用負(fù)反饋電子線路,將微電極前列所吸附的一個至幾個平方微米的細(xì)胞膜的電位固定在一定水平上,對通過通道的微小離子電流作動態(tài)或靜態(tài)觀察,從而研究其功能。膜片鉗技術(shù)實現(xiàn)膜電流固定的關(guān)鍵步驟是在玻璃微電極前列邊緣與細(xì)胞膜之間形成高阻密封,其阻抗數(shù)值可達(dá)10~100GΩ(此密封電阻是指微電極內(nèi)與細(xì)胞外液之間的電阻)。由于此阻值如此之高,故基本上可看成絕緣,其上之電流可看成零,形成高阻密封的力主要有氫健、范德華力、鹽鍵等。此密封不僅電學(xué)上近乎絕緣,在機(jī)械上也是較牢固的。又由于玻璃微電極前列管徑很小,其下膜面積只約1μm2,在這么小的面積上離子通道數(shù)量很少,一般只有一個或幾個通道,經(jīng)這一個或幾個通道流出的離子數(shù)量相對于整個細(xì)胞來講很少,可以忽略,也就是說電極下的離子電流對整個細(xì)胞的靜息電位的影響可以忽略,那么,只要保持電極內(nèi)電位不變,則電極下的一小片細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差就不變,從而實現(xiàn)電位固定。在膜電位改變時,在電場的作用下,重新分布導(dǎo)致通道的關(guān)閉,同時有電荷移動,稱為門控電流。進(jìn)口全細(xì)胞膜片鉗參數(shù)

進(jìn)口全細(xì)胞膜片鉗參數(shù),膜片鉗

膜片鉗技術(shù)的創(chuàng)立取代了電壓鉗技術(shù),是細(xì)胞電生理研究的一個飛躍,使得離子通道的研究,從宏觀深入到微觀,使昔日的“肉湯生理學(xué)(brothphysiology)”與“閃電生理學(xué)(lightningphysiology)”在分子水平上結(jié)合起來,使人們對膜通道的認(rèn)識耳目一新。當(dāng)前,生理學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)和藥理學(xué)等多種學(xué)科正在把膜片鉗技術(shù)和膜通道蛋白重組技術(shù)、同位素示蹤技術(shù)和光譜技術(shù)等非電生理技術(shù)結(jié)合起來,協(xié)同對離子通道進(jìn)行較全的研究。不少實驗室已經(jīng)將基因工程與膜片鉗技術(shù)結(jié)合起來,把通道蛋白有目的地重組于人工膜中進(jìn)行研究。設(shè)想將合成的通道蛋白分子接種入機(jī)體以替換有缺陷和異常的通道的功能而達(dá)到的目的。全細(xì)胞膜片鉗高阻抗封接Neher將膜片鉗技術(shù)與Fura 2 熒光測鈣技術(shù)結(jié)合。

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20世紀(jì)初由Cole發(fā)明,Hodgkin和Huxleyw完善,目的是為了證明動作電位的峰電位是由于膜對鈉的通透性發(fā)生了一過性的增大過程。但當(dāng)時沒有直接測定膜通透性的辦法,于是就用膜對某種離子的電導(dǎo)來**該種離子的通透性。

為了弄清膜電導(dǎo)變化的機(jī)制和離子通道的存在,也為了克服電壓鉗的缺點Erwin和Bert在電壓鉗的基礎(chǔ)上發(fā)明了膜片鉗,并利用該技術(shù)***在蛙肌膜上記錄到PA級的乙酰膽堿激動的單通道電流,***證明了離子通道的存在。并證明在完整細(xì)胞膜上記錄到膜電流是許多單通道電流總和的結(jié)果。這一技術(shù)被譽(yù)為與分子克隆技術(shù)并駕齊驅(qū)的劃時代的偉大發(fā)明。二人因此獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。

實驗溶液浸溶細(xì)胞溶液和微電極玻璃管內(nèi)的填充液成分對全細(xì)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(xì)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(xué)實驗,需要迅速更換細(xì)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(yīng)的壽命。原則上細(xì)胞的浸溶液成分或玻璃管內(nèi)填充液成分應(yīng)該與細(xì)胞外或細(xì)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。膜電導(dǎo)測定的依據(jù)是電學(xué)中的歐姆定律。

進(jìn)口全細(xì)胞膜片鉗參數(shù),膜片鉗

全細(xì)胞膜片鉗記錄(whole-cellpatch-clamprecording)是應(yīng)用*早,也是*廣的鉗位技術(shù),它相當(dāng)于連續(xù)的單電極電壓鉗位記錄,也就是說全細(xì)胞記錄類似于傳統(tǒng)的細(xì)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(xì)胞內(nèi)的成分等。全細(xì)胞記錄技采測定的是一個細(xì)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(xì)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(jìn)步了很多,尤其在單離子通道鉗位記錄方面,細(xì)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。離子和離子通道是細(xì)胞興奮的基礎(chǔ),亦即產(chǎn)生生物電信號的基礎(chǔ),生物電信號通常用電學(xué)或電子學(xué)方法進(jìn)行測量。日本多通道膜片鉗細(xì)胞功能特性

電壓鉗技術(shù)的主要在于將膜電位固定在指令電壓的水平,這樣才能研究在給定膜電位下膜電流隨時間的變化關(guān)系。進(jìn)口全細(xì)胞膜片鉗參數(shù)

不同的全自動膜片鉗技術(shù)所采用的原理如PopulationPatchClamp技術(shù)∶同SealChip技術(shù)一樣,完全摒齊了玻璃電極,而是采用PatchPlate平面電極芯片。該芯片含有多個小室,每個小室中含有很多1-2μm的封接孔。在記錄時,每個小室中封接成功的細(xì)胞|數(shù)目較多,獲得的記錄是這些細(xì)胞通道電流的平均值。因此,不同小室其通道電流的一致性非常好,變異系數(shù)很小。美國Axon(MDS)公司采用這一技術(shù)研發(fā)出了全自動高通量的lonWorksQuattro系統(tǒng),成為藥物初期篩選的金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口全細(xì)胞膜片鉗參數(shù)

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