高通量全自動膜片鉗電流鉗制

來源: 發(fā)布時間:2025-02-24

膜片鉗技術是一種用于研究生物細胞膜離子通道的實驗方法。它通過在細胞膜上形成小孔,從而對細胞膜的離子通道進行精確的電生理記錄和描述。在膜片鉗實驗中,研究人員通常會先將細胞膜上的脂質(zhì)雙層通過特殊設備進行穿刺,形成一個小孔。然后,他們將一個玻璃微電極插入這個小孔中,以接觸并測量細胞膜內(nèi)部的電位變化。這個玻璃微電極的端非常細,不會對細胞膜產(chǎn)生太大的干擾。通過膜片鉗技術,科學家可以精確地測量離子通道的活動,從而了解離子通道在細胞生理學中的作用。例如,他們可以測量離子通道在不同刺激下如何開啟或關閉,以及這些變化如何影響細胞的電活動和化學信號傳遞。此外,膜片鉗技術還可以用于研究和鑒定新的藥物靶點。通過觀察藥物對離子通道活動的影響,科學家可以評估新藥對特定疾病的zhi療潛力??偟膩碚f,膜片鉗技術是一種非常有用的實驗方法,它為我們提供了深入研究細胞膜離子通道以及藥物作用機制的工具。膜電導測定的依據(jù)是電學中的歐姆定律。高通量全自動膜片鉗電流鉗制

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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在玻璃微電極技術的基礎上發(fā)明了電壓鉗位(voltageclamptechnique)技術滔博生物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,快速獲得實驗結果,專業(yè)團隊,7*59小時隨時人工在線咨詢.高通量全自動膜片鉗電流鉗制由于膜片鉗檢測的是PA級的微電流信號,因此需要特殊的放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

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膜片鉗技術本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇,兩者的區(qū)別關鍵在于:①膜電位固定的方法不同;②電位固定的細胞膜面積不同,進而所研究的離子通道數(shù)目不同。電壓鉗技術主要是通過保持細胞跨膜電位不變,并迅速控制其數(shù)值,以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況。因此只能用來研究整個細胞膜或一大塊細胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細胞的全性能電流的研究,特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發(fā)揮著其他技術不能替代的作用。該技術的主要缺陷是必須在細胞內(nèi)插入兩個電極,對細胞損傷很大,在小細胞如元,就難以實現(xiàn),又因細胞形態(tài)復雜,很難保持細胞膜各處生物特性的一致。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,快速獲得實驗結果,專業(yè)團隊,7*49小時隨時人工在線咨詢.

1976年德國馬普生物物理化學研究所Neher和Sakmann在青蛙肌細胞上用雙電極鉗制膜電位的同時,記錄到ACh啟動的單通道離子電流,從而產(chǎn)生了膜片鉗技術。1980年Sigworth等在記錄電極內(nèi)施加5-50cmH2O的負壓吸引,得到10-100GΩ的高阻封接(Giga-seal),明顯降低了記錄時的噪聲實現(xiàn)了單根電極既鉗制膜片電位又記錄單通道電流的突破。1981年Hamill和Neher等對該技術進行了改進,引進了膜片游離技術和全細胞記錄技術,從而使該技術更趨完善,具有1pA的電流靈敏度、1μm的空間分辨率和10μs的時間分辨率。1983年10月,《Single-ChannelRecording》一書問世,奠定了膜片鉗技術的里程碑。Sakmann和Neher也因其杰出的工作和突出貢獻,榮獲1991年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。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,快速獲得實驗結果,專業(yè)團隊,7*48小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗,為您的科研之路增添一雙慧眼!

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膜片鉗放大器的工作模式;(1)電壓鉗模式∶在鉗制細胞膜電位的基礎上改變膜電位,記錄離子通道電流的變化,記錄的是諸如通道電流;EPSC;IPSC等電流信號。是膜片鉗的基本工作模式.(2)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。記錄的是諸如動作電位,EPSP;IPSP等電壓信號。膜片鉗技術實現(xiàn)膜電位固定的關鍵是在玻璃微電極前列邊緣與細胞膜之間形成高阻(10GΩ)密封,使電極前列開口處相接的細胞膜片與周圍環(huán)境在電學上隔離,并通過外加命令電壓鉗制膜電位。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,快速獲得實驗結果,專業(yè)團隊,7*44小時隨時人工在線咨詢.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。進口單通道膜片鉗價格

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對電極持續(xù)施加一個1mV、10~50ms的階躍脈沖刺激,電極入水后電阻約4~6MΩ,此時在計算機屏幕顯示框中可看到測試脈沖產(chǎn)生的電流波形。開始時增益不宜設得太高,一般可在1~5mV/pA,以免放大器飽和。由于細胞外液與電極內(nèi)液之間離子成分的差異造成了液結電位,故一般電極剛?cè)胨畷r測試波形基線并不在零線上,須首先將保持電壓設置為0mV,并調(diào)節(jié)“電極失調(diào)控制“使電極直流電流接近于零。用微操縱器使電極靠近細胞,當電極前列與細胞膜接觸時封接電阻指示Rm會有所上升,將電極稍向下壓,Rm指示會進一步上升。通過細塑料管向電極內(nèi)稍加負壓,細胞膜特性良好時,Rm一般會在1min內(nèi)快速上升,直至形成GΩ級的高阻抗封接。一般當Rm達到100MΩ左右時,電極前列施加輕微負電壓(-30~-10mV)有助于GΩ封接的形成。此時的現(xiàn)象是電流波形再次變得平坦,使電極超極化由-40到-90mV,有助于加速形成封接。為證實GΩ封接的形成,可以增加放大器的增益,從而可以觀察到除脈沖電壓的首尾兩端出現(xiàn)電容性脈沖前列電流之外,電流波形仍呈平坦狀。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,快速獲得實驗結果,專業(yè)團隊,7*55小時隨時人工在線咨詢.高通量全自動膜片鉗電流鉗制