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。Neher創(chuàng)膜片鉗的膜電容檢測與碳纖電極電化學(xué)檢測聯(lián)合運(yùn)用的技術(shù)。芬蘭膜片鉗細(xì)胞功能特性
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(dá)10μs、空間分辨率可達(dá)1平方微米及電流分辨率可達(dá)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。可見,要得到低噪聲的電流記錄,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(yīng)為2GΩ以上。電壓鉗技術(shù)只能測量內(nèi)阻通常達(dá)100kΩ~50MΩ的大細(xì)胞的電流,從而不能用常規(guī)的技術(shù)和制備達(dá)到所要求的分辨率。日本雙電極膜片鉗專題膜片鉗技術(shù)的建立,對生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革。
膜片鉗在通道研究中的重要作用用膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程、區(qū)分離子通道的離子選擇性、同時可發(fā)現(xiàn)新的離子通道及亞型,并能在記錄單細(xì)胞電流和全細(xì)胞電流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步計算出細(xì)胞膜上的通道數(shù)和開放概率,還可以用以研究某些胞內(nèi)或胞外物質(zhì)對離子通道開閉及通道電流的影響等。同時用于研究細(xì)胞信號的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞分泌機(jī)制。結(jié)合分子克隆和定點(diǎn)突變技術(shù),膜片鉗技術(shù)可用于離子通道分子結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能關(guān)系的研究。利用膜片鉗技術(shù)還可以用于藥物在其靶受體上作用位點(diǎn)的分析。如神經(jīng)元煙堿受體為配體門控性離子通道,膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)通過記錄煙堿誘發(fā)電流,可直觀地反映出神經(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,離子通道開放、關(guān)閉的動力學(xué)特征及受體的失敏等活動。使用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)觀察拮抗劑對煙堿受體激動劑量效曲線的影響,來確定其作用的動力學(xué)特征。然后根據(jù)分析拮抗劑對受體失敏的影響,拮抗劑的作用是否有電壓依賴性、使用依賴性等特點(diǎn),可從功能上區(qū)分拮抗劑在煙堿受體上的不同作用位點(diǎn),即判斷拮抗劑是作用在受體的激動劑識別位點(diǎn),離子通道抑或是其它的變構(gòu)位點(diǎn)上。
膜片鉗技術(shù)與其它技術(shù)相結(jié)合Neher等**將膜片鉗技術(shù)與Fura2熒光測鈣技術(shù)結(jié)合,同時進(jìn)行如細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度、細(xì)胞膜離子通道電流及細(xì)胞膜電容等多指標(biāo)變化的快速交替測定,這樣便可得出同一事件過程中,多種因素各自的變化情況,進(jìn)而可分析這些變化間的相互關(guān)系。Neher將可光解出鈣離子的鈣螯合物引入膜片鉗技術(shù),進(jìn)而可以定量研究鈣離子濃度與分泌率的關(guān)系及比較大分泌率等指標(biāo)。他又創(chuàng)膜片鉗的膜電容檢測與碳纖電極電化學(xué)檢測聯(lián)合運(yùn)用的技術(shù)。之后又將光電聯(lián)合檢測技術(shù)與碳纖電極電化學(xué)檢測技術(shù)首先結(jié)合起來。這種結(jié)合既能研究分泌機(jī)制,又能鑒別分泌物質(zhì),還能互相彌補(bǔ)各單種方法的不足。Eberwine等于1991年首先將膜片鉗技術(shù)與RT-PCR技術(shù)結(jié)合起來運(yùn)用,可對形態(tài)相似而電活動不同的結(jié)果作出分子水平的解釋,從此開始了膜片鉗與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的時代∶基因重組技術(shù),膜通道蛋白重建技術(shù)。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、腺體的分泌、肌肉的運(yùn)動、學(xué)習(xí)和記憶。
膜片鉗技術(shù)原理: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(xì)胞膜通過負(fù)壓吸引封接起來(見右圖),由于電極前列與細(xì)胞膜的高阻封接,在電極前列籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離,因此,此片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進(jìn)玻璃吸管,用一個極為敏感的電流監(jiān)視器(膜片鉗放大器)測量此電流強(qiáng)度,就單一離子通道電流膜片鉗技術(shù)的建立,對生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細(xì)胞膜單一的(或多個的離子通道分子活動的技術(shù)。些技術(shù)的出現(xiàn)自然將細(xì)胞水平和分子水平的生理學(xué)研究聯(lián)系在一起,同時又將神經(jīng)科學(xué)的不同分野必然地融匯在一起,改變了既往各個分野互不聯(lián)系、互不滲透,阻礙人們較全認(rèn)識能力的弊端。這一技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和基因克隆技術(shù)并架齊驅(qū),給生命科學(xué)研究帶來了巨大的前進(jìn)動力?,F(xiàn)代膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。雙電極膜片鉗廠家
維持細(xì)胞正常形態(tài)和功能完整性。芬蘭膜片鉗細(xì)胞功能特性
內(nèi)面向外膜片(inside-outpatch)高阻封接形成后,在將微管電極輕輕提起,使其與細(xì)胞分離,電極端形成密封小泡,在空氣中短暫暴露幾秒鐘后,小泡破裂再回到溶液中就得到“內(nèi)面向外”膜片。此時膜片兩側(cè)的膜電位由固定電位和電壓脈沖控制。浴槽電位是地電位,膜電位等于玻管電位的負(fù)值。如放大器的電流監(jiān)視器輸出是非反向的,則輸出將與膜電流(Im)的負(fù)值相等。外面向外膜片(out-sidepatch)高阻封接形成后,繼續(xù)以負(fù)壓抽吸,膜片破裂再將玻管慢慢地從細(xì)胞表面垂直地提起,斷端游離部分自行融合成脂質(zhì)雙層,此時高阻封接仍然存在。而膜外側(cè)面接觸浴槽液。這種膜片形式應(yīng)測膜片電阻,并消除漏電流和電容電流。整個過程要當(dāng)心是否形成囊泡。如果浴槽保持地電位水平,膜電位即與玻管電位相等。如放大器是非反向的,放大器的輸出將與Im值相等。芬蘭膜片鉗細(xì)胞功能特性
因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司屬于儀器儀表的高新企業(yè),技術(shù)力量雄厚。公司是一家有限責(zé)任公司(自然)企業(yè),以誠信務(wù)實的創(chuàng)業(yè)精神、專業(yè)的管理團(tuán)隊、踏實的職工隊伍,努力為廣大用戶提供***的產(chǎn)品。以滿足顧客要求為己任;以顧客永遠(yuǎn)滿意為標(biāo)準(zhǔn);以保持行業(yè)優(yōu)先為目標(biāo),提供***的nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo。滔博生物順應(yīng)時代發(fā)展和市場需求,通過**技術(shù),力圖保證高規(guī)格高質(zhì)量的nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo。