芬蘭全細(xì)胞膜片鉗

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-02-22

膜片鉗技術(shù)的發(fā)展∶全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)(Automatedpatchclamptechnique)的出現(xiàn)標(biāo)志著膜片鉗技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)嶄新階段,從這個(gè)意義上說(shuō),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(gè)細(xì)胞(或一對(duì)細(xì)胞),對(duì)實(shí)驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作,不適合在藥物開(kāi)發(fā)初期和中期進(jìn)行大量化合物的篩選,也不適合需要記錄火量細(xì)胞的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了這些問(wèn)題,它不僅通量高,一次能記錄幾個(gè)甚至幾十個(gè)細(xì)胞,而且從找細(xì)胞、形成封接、破膜等整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,免除了這些操作的復(fù)雜與困難。這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得膜片鉗技術(shù)的工作效率提高了!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。此外,全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)只能進(jìn)行全細(xì)胞記錄模式、穿孔膜片鉗記錄模式以及細(xì)胞貼附式單通道記錄模式,而不能進(jìn)行其他模式的記錄。離子通道的近代觀念源于Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世紀(jì)30—50年代的開(kāi)創(chuàng)性研究。芬蘭全細(xì)胞膜片鉗

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電壓鉗的缺點(diǎn):目前電壓鉗技術(shù)主要用于研究巨火細(xì)胞的全細(xì)胞電流,特別是在分子克隆卵母細(xì)胞表達(dá)電流的鑒定中,發(fā)揮著不可替代的作用。然而,它也有其致命的弱點(diǎn):1。微電極需要刺穿細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)丟失,破壞細(xì)胞生理功能的完整性;2、不能確定單通道電流。由于電壓鉗位薄膜面積大,包含大量隨機(jī)開(kāi)關(guān)的通道,背景噪聲大,往往會(huì)掩蓋單通道的電流。3.在小細(xì)胞(如直徑10-30μm的哺乳動(dòng)物細(xì)胞)上進(jìn)行電壓鉗實(shí)驗(yàn),技術(shù)難度更大。因?yàn)殡姌O需要插入到細(xì)胞中,所以微電極的前端必須做得非常薄。如此薄的前端導(dǎo)致電極阻抗較大,往往為60~-80mω或120~150MΩ(視灌注液不同而定)。如此大的電極阻抗,不利于用細(xì)胞內(nèi)電流鉗或電壓鉗記錄時(shí),短時(shí)間(0.1μs)內(nèi)將電流注入細(xì)胞,從而達(dá)到鉗制膜電壓或膜電流的目的。此外,插在小電池上的兩個(gè)電極會(huì)產(chǎn)生電容并降低電壓測(cè)量電極的反應(yīng)能力。多通道膜片鉗單細(xì)胞滔博生物膜片鉗研究系統(tǒng)-細(xì)胞放電,組織切片放電,動(dòng)物放電!

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膜片鉗技術(shù):從一小片膜(約幾平方微米)上獲取電子信息的技術(shù),即保持跨膜電壓恒壓箝位的技術(shù),從而測(cè)量通過(guò)膜的離子電流。通過(guò)研究離子通道中的離子流動(dòng),可以了解離子輸運(yùn)、信號(hào)傳遞等信息?;驹?利用負(fù)反饋電子電路,將前排微電極吸附的細(xì)胞膜電位固定在一定水平,動(dòng)態(tài)或靜態(tài)觀察通過(guò)通道的微小離子電流,從而研究其功能。一種研究離子通道的電生理技術(shù)是施加負(fù)壓,使玻璃微電極前沿(開(kāi)口直徑約1μm)與細(xì)胞膜緊密接觸,形成高阻抗密封,可以準(zhǔn)確記錄離子通道的微小電流??芍苽涑扇N單通道記錄模式:細(xì)胞貼附、內(nèi)面向外、外面向內(nèi),以及另一種多通道全細(xì)胞記錄模式。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)了小膜的隔離和高阻密封的形成。由于高阻密封,背景噪聲水平降低,記錄頻帶范圍相對(duì)變寬,分辨率提高。此外,它還具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)絕緣性。小膜隔離使得研究單個(gè)離子通道成為可能。

離子通道的近代觀念源于Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世紀(jì)30—50年代的開(kāi)創(chuàng)性研究。在1902年,Bernstein創(chuàng)造性地將Nernst的理論應(yīng)用到生物膜上,提出了“膜學(xué)說(shuō)”。他認(rèn)為在靜息狀態(tài)下,細(xì)胞膜只對(duì)鉀離子具有通透性;而當(dāng)細(xì)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(guò)。Cole等人在1939年進(jìn)行的高頻交變電流測(cè)量實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)動(dòng)作電位被觸發(fā)時(shí),雖然細(xì)胞的膜電導(dǎo)大為增加,但膜電容卻只略有下降,這個(gè)事實(shí)表明膜學(xué)說(shuō)所宣稱的膜破裂的觀點(diǎn)是不可靠的。1949年Cole在玻璃微電極技術(shù)的基礎(chǔ)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(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*59小時(shí)隨時(shí)人工在線咨詢.準(zhǔn)確捕捉離子通道動(dòng)態(tài),膜片鉗技術(shù)助您一臂之力!

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離子通道是一種特殊的膜蛋白,它橫跨整個(gè)膜結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)部與部外聯(lián)系的橋梁和細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換的孔道,當(dāng)通道開(kāi)放時(shí)。細(xì)胞內(nèi)外的一些無(wú)機(jī)離子如Na,kCa等帶電離子可經(jīng)通道順濃度梯度或電位梯度進(jìn)行跨膜擴(kuò)散,從而形成這些帶電離子在膜內(nèi)外的不同分布態(tài)勢(shì),這種態(tài)勢(shì)和在不同狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)變化是可興奮細(xì)胞靜息電位和動(dòng)作電的基礎(chǔ)。這些無(wú)機(jī)離子通過(guò)離子通道的進(jìn)圍所產(chǎn)生的電活動(dòng)是生命活動(dòng)的基礎(chǔ),只有在此基礎(chǔ)上才可能有腺體分泌、肌肉收縮、基因表達(dá)、新陳代謝等生命活動(dòng)。離子通道結(jié)構(gòu)和功能障礙決定了許多疾病的發(fā)生和發(fā)展。因此,了解離子通道的結(jié)構(gòu)、功能以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系對(duì)于從分子水平深入探討某些疾病的病理生理機(jī)制、發(fā)現(xiàn)特異藥物或措施等均具有十分重要的理論和實(shí)際意義。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*41小時(shí)隨時(shí)人工在線咨詢.離子通道是一種特殊的膜蛋白,它橫跨整個(gè)膜結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)部與部外聯(lián)系的橋梁和細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換的孔道。芬蘭腦片膜片鉗高阻抗封接

膜片鉗具有雙探頭,相當(dāng)于兩臺(tái)膜片鉗放大器。也具有單探頭膜片鉗放大器。芬蘭全細(xì)胞膜片鉗

早在膜片鉗誕生之前,20世紀(jì)50~60年代,Hodgkin與Hexley便發(fā)現(xiàn)并使用了電壓鉗技術(shù),他們通過(guò)雙電極電壓鉗在烏賊軸突上發(fā)現(xiàn)了動(dòng)作電位的離子機(jī)制,并因此獲得了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這也為后來(lái)膜片鉗的誕生奠定了基礎(chǔ)。于1976年,德國(guó)馬克斯普朗克生物物理化學(xué)研究所的Neher和Sakmann第1次于青蛙的肌細(xì)胞上,用玻璃電極吸下了一小片細(xì)胞膜,記錄導(dǎo)了皮安級(jí)的單通道離子電流,從而產(chǎn)生了膜片鉗技術(shù)。1980年,耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院Sigworth等人在記錄電極內(nèi)增加了負(fù)壓吸引,實(shí)現(xiàn)了10-100GΩ的高阻抗封接,使得單電極可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)鉗制電位和記錄單通道電流。1991年,Neher與Sakmann因?yàn)閷?duì)膜片鉗技術(shù)的突出貢獻(xiàn)獲得了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。膜片鉗技術(shù),在人類對(duì)生理學(xué)的探究中,無(wú)異于一條道路,通往了名為細(xì)胞電生理的國(guó)度。膜片鉗技術(shù)也許某一天會(huì)被更便捷或更精確的技術(shù)取代,但其至今仍然是離子通道相關(guān)研究中使用蕞廣的技術(shù)。芬蘭全細(xì)胞膜片鉗