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芬蘭單通道膜片鉗離子電流

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-06-18

目前,絕大多數(shù)離子通道的一級(jí)結(jié)構(gòu)得到了闡明但根本的還是要搞清楚各種離子通道的三維結(jié)構(gòu),在這方面,美國(guó)的二位科學(xué)家彼得阿格雷和羅德里克麥金農(nóng)做出了一些開創(chuàng)性的工作,他們到用X光繞射方法得到了K離子通道的三維結(jié)構(gòu),二位因此獲得2003年諾貝系化學(xué)獎(jiǎng)。有關(guān)離子通道結(jié)構(gòu)不是本PPT的重點(diǎn),可參考楊寶峰的<離子通道藥理學(xué)>和Hill的<lonicChannelsOfExcitableMembranes》。對(duì)離子通道功能的研究,主要采用記錄離子通道電流來(lái)間接反映離子通道功能,目前有如下兩種技術(shù):電壓鉗技術(shù)(VoltageClamp),膜片鉗(patchclamp)技術(shù)。通過(guò)膜片鉗放大器的控制鍵將微電極的連接電位(junction potentials)調(diào)至零位。芬蘭單通道膜片鉗離子電流

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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(shí)程、區(qū)分離子通道的離子選擇性、同時(shí)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(jì)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(duì)離子通道開閉及通道電流的影響等。同時(shí)用于研究細(xì)胞信號(hào)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(guò)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(dòng)的全過(guò)程,包括受體與其激動(dòng)劑和拮抗劑的親和力,離子通道開放、關(guān)閉的動(dòng)力學(xué)特征及受體的失敏等活動(dòng)。使用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)觀察拮抗劑對(duì)煙堿受體激動(dòng)劑量效曲線的影響,來(lái)確定其作用的動(dòng)力學(xué)特征。然后根據(jù)分析拮抗劑對(duì)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(dòng)劑識(shí)別位點(diǎn),離子通道抑或是其它的變構(gòu)位點(diǎn)上。美國(guó)雙電極膜片鉗電壓鉗制膜電導(dǎo)測(cè)定的依據(jù)是電學(xué)中的歐姆定律。

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資料分析:一般電學(xué)性質(zhì)∶通過(guò)I/V關(guān)系計(jì)算得到單通道電導(dǎo),觀察通道有無(wú)整流。通過(guò)離子選擇性、翻轉(zhuǎn)電位或其它通道的條件初步確定通道類型。通道動(dòng)力學(xué)分析∶開放時(shí)間、開放概率、關(guān)閉時(shí)間、通道的時(shí)間依賴性失活、開放與關(guān)閉類型(簇狀猝發(fā),Burst)樣開放與閃動(dòng)樣短暫關(guān)閉(flickering),化學(xué)門控性通道的開、關(guān)速率常數(shù)等數(shù)據(jù)。藥理學(xué)研究∶研究的藥物,阻斷劑、激動(dòng)劑或其它調(diào)制因素對(duì)通道活動(dòng)的影響情況。綜合分析得出結(jié)淪。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*26小時(shí)隨時(shí)人工在線咨詢.

把膜電位鉗位電壓調(diào)到-80--100mV,再用鉗位放大器的控制鍵把全細(xì)胞瞬態(tài)充電電流調(diào)定至零位(EPC-10的控制鍵稱為C-slow和C-series;Axopatch200標(biāo)為全細(xì)胞電容和系列電阻)。寫下細(xì)胞的電容值Cc和未補(bǔ)整的系列電阻值Rs,用于消除全細(xì)胞瞬態(tài)電流,計(jì)算鉗位的固定時(shí)間(即RsCc),然啟根據(jù)歐姆定律從測(cè)定脈沖電流的振幅算出細(xì)胞的電阻RC。緩慢調(diào)節(jié)Rs旋鈕注意測(cè)定脈沖反應(yīng)的變化,逐漸增加補(bǔ)整的比例。如果RS補(bǔ)整非常接近振蕩的閾值,RS或Cc的微細(xì)變化都會(huì)達(dá)到震蕩的閾值,產(chǎn)生電壓的振蕩而使細(xì)胞受損。因此應(yīng)當(dāng)在RS補(bǔ)整水平寫不穩(wěn)定閾值之間留有10%-20%的余地為安全。準(zhǔn)備資料收集和脈沖序列的測(cè)定。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*37小時(shí)隨時(shí)人工在線咨詢.全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)采用的標(biāo)本必須是懸浮細(xì)胞,像腦片這類標(biāo)本無(wú)法采用。

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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(dòng)作電位的峰電位是由于膜對(duì)鈉的通透性發(fā)生了一過(guò)性的增大過(guò)程。但當(dāng)時(shí)沒(méi)有直接測(cè)定膜通透性的辦法,于是就用膜對(duì)某種離子的電導(dǎo)來(lái)**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(diǎn)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(jí)的乙酰膽堿激動(dòng)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(shí)代的偉大發(fā)明。二人因此獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。不同的全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)所采用的原理也不完全相同。德國(guó)多通道膜片鉗報(bào)價(jià)

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在形成高阻抗封接后,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果之前,通常要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行參數(shù)補(bǔ)償,以期獲得符合實(shí)際的結(jié)果。需要注意的是,應(yīng)恰當(dāng)設(shè)置放大器的帶寬,例如10kHz,這樣在電流監(jiān)測(cè)端將觀察不到超越此頻帶以外的無(wú)用信息。膜片鉗實(shí)驗(yàn)難度大、技術(shù)要求高,要掌握有關(guān)技術(shù)和方法雖不是很困難的事,但要從一大批的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,經(jīng)過(guò)處理和分析,得出有意義、有價(jià)值的結(jié)果和結(jié)論,就顯得不那么容易,有許多需要注意和考慮的問(wèn)題,包括減少噪音,避免電極前端的污染,提高封接成功率,具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還需要考慮如何選取記錄模式,為記錄特定離子電流如何選擇電極內(nèi)、外液,如何選擇阻斷劑、激動(dòng)劑,如何進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)采集等許多更為復(fù)雜的問(wèn)題,還需在科研實(shí)踐中不斷地探索和解決。芬蘭單通道膜片鉗離子電流