膜片鉗技術是一種細胞內記錄技術,是研究離子通道活動的蕞佳工具,也是應用蕞廣的電生理技術之一。該技術通過施加負壓將微玻管電極(膜片電極或膜片吸管)的前端與細胞膜緊密接觸,形成GΩ以上的阻抗,使電極開口處的細胞膜與其周圍膜在電學上絕緣。被孤立的小膜片面積為μm量級,內中只有少數(shù)離子通道。玻璃微電極中含有一根浸入電解溶液中的導線,用于傳導離子。在此基礎上對該膜片施行電壓鉗位(即保持跨膜電壓恒定),如果單個離子通道被包含在膜片內,則可對此膜片上的離子通道的電流進行監(jiān)測記錄。通過觀測單個通道開放和關閉的電流變化,可直接得到各種離子通道開放的電流幅值分布、開放幾率、開放壽命分布等功能參量,并分析它們與膜電位、離子濃度等之間的關系。還可把吸管吸附的膜片從細胞膜上分離出來,以膜的外側向外或膜的內側向外等方式進行實驗研究。這種技術對小細胞的電壓鉗位、改變膜內外溶液成分以及施加藥物都很方便。膜片鉗技術,讓離子通道研究變得更加準確與高效!德國細胞膜片鉗產品介紹
高阻封接技術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10μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達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,信號源內阻應為2GΩ以上。電壓鉗技術只能測量內阻通常達100kΩ~50MΩ的大細胞的電流,從而不能用常規(guī)的技術和制備達到所要求的分辨率。美國高通量全自動膜片鉗電生理技術膜片鉗是一種用于夾持薄膜或其他薄片材料的工具。
膜片鉗技術的建立1.拋光及填充好玻璃管微電極,并將它固定在電極夾持器中。2.通過一個與電極夾持器連接的導管給微電極內一個壓力,一直到電極浸入記錄槽溶液中。3.當電極浸沒在溶液中時給電極一個測定脈沖(命令電壓,如5-10ms,10mV)讀出電流,按照歐姆定律計算電阻。4.通過膜片鉗放大器的控制鍵將微電極前列的連接電位(junctionpotentials)調至零位,這種電位差是由于電極內填充溶液與浸浴液不同離子成分的遷移造成的。5.用微操縱器將微電極前列在直視下靠近要記錄的細胞表面,并觀察電流的變化,直至阻抗達到1GΩ以上形成"干兆封接"6.調整靜息膜電位到期望的鉗位電壓的水平,使放大器從"搜尋"轉到"電壓鉗"時細胞不至于鉗位到零。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*36小時隨時人工在線咨詢.
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液之間離子成分的差異造成了液結電位,故一般電極剛入水時測試波形基線并不在零線上,須首先將保持電壓設置為0mV,并調節(jié)“電極失調控制“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稍加負壓,細胞膜特性良好時,Rm一般會在1min內快速上升,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.Neher將膜片鉗技術與Fura 2 熒光測鈣技術結合。
把膜電位鉗位電壓調到-80--100mV,再用鉗位放大器的控制鍵把全細胞瞬態(tài)充電電流調定至零位(EPC-10的控制鍵稱為C-slow和C-series;Axopatch200標為全細胞電容和系列電阻)。寫下細胞的電容值Cc和未補整的系列電阻值Rs,用于消除全細胞瞬態(tài)電流,計算鉗位的固定時間(即RsCc),然啟根據(jù)歐姆定律從測定脈沖電流的振幅算出細胞的電阻RC。緩慢調節(jié)Rs旋鈕注意測定脈沖反應的變化,逐漸增加補整的比例。如果RS補整非常接近振蕩的閾值,RS或Cc的微細變化都會達到震蕩的閾值,產生電壓的振蕩而使細胞受損。因此應當在RS補整水平寫不穩(wěn)定閾值之間留有10%-20%的余地為安全。準備資料收集和脈沖序列的測定。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*37小時隨時人工在線咨詢.在細胞膜的電興奮過程中,脂質層膜電容的反應是被動的,其電流電壓曲線是線性的。美國細胞膜片鉗產品介紹
解鎖細胞秘密,膜片鉗帶您探尋離子通道的奧秘!德國細胞膜片鉗產品介紹
電壓鉗的缺點:目前電壓鉗技術主要用于研究巨火細胞的全細胞電流,特別是在分子克隆卵母細胞表達電流的鑒定中,發(fā)揮著不可替代的作用。然而,它也有其致命的弱點:1。微電極需要刺穿細胞膜進入細胞,導致細胞質丟失,破壞細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,包含大量隨機開關的通道,背景噪聲大,往往會掩蓋單通道的電流。3.在小細胞(如直徑10-30μm的哺乳動物細胞)上進行電壓鉗實驗,技術難度更大。因為電極需要插入到細胞中,所以微電極的前端必須做得非常薄。如此薄的前端導致電極阻抗較大,往往為60~-80mω或120~150MΩ(視灌注液不同而定)。如此大的電極阻抗,不利于用細胞內電流鉗或電壓鉗記錄時,短時間(0.1μs)內將電流注入細胞,從而達到鉗制膜電壓或膜電流的目的。此外,插在小電池上的兩個電極會產生電容并降低電壓測量電極的反應能力。德國細胞膜片鉗產品介紹