電壓鉗技術,是20世紀初由Cole發(fā)明,Hodgkin和Huxley完善,其設計的主要目的是為了證明動作電位的產(chǎn)生機制,即動作電位的峰電位是由于膜對鈉的通透性發(fā)生了一過性的增大過程。但當時沒有直接測定膜通透性的方法,于是就用膜對某種離子的電導來**該種離子的通透性,膜電導測定的依據(jù)是電學中的歐姆定律,如膜的Na電導GNa與電化學驅(qū)動力(Em-ENa)和膜電流INa的關系GNa=INa/(Em-ENa).因此可通過測量膜電流,再利用歐姆定律來計算膜電導,但是,利用膜電流來計算膜電導時,記錄膜電流期間的膜電位必須保持不變,否則膜電流的變化就不能**膜電導的變化。這一條件是利用電壓鉗技術實現(xiàn)的。下張幻燈中的右邊兩張圖是Hodgkin和Huxley在半個世紀以前利用電壓鉗記錄的搶烏賊的動作電位和動作電位過程中的膜電流的變化圖,他們的實驗***證明參與動作電位的離子流由Na,k,漏(Cl)三種成分組成。并對這些離子流進行了定量分析。這一技術對闡明動作電位的本質(zhì)和離子通道的的研究做出了極大的貢獻。 膜片鉗的膜電容檢測與碳纖電極電化學檢測聯(lián)合運用的技術。膜片鉗解決方案
膜片鉗技術的創(chuàng)立取代了電壓鉗技術,是細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(brothphysiology)”與“閃電生理學(lightningphysiology)”在分子水平上結(jié)合起來,使人們對膜通道的認識耳目一新。當前,生理學、生物物理學、生物化學、分子生物學和藥理學等多種學科正在把膜片鉗技術和膜通道蛋白重組技術、同位素示蹤技術和光譜技術等非電生理技術結(jié)合起來,協(xié)同對離子通道進行較全的研究。不少實驗室已經(jīng)將基因工程與膜片鉗技術結(jié)合起來,把通道蛋白有目的地重組于人工膜中進行研究。設想將合成的通道蛋白分子接種入機體以替換有缺陷和異常的通道的功能而達到的目的。進口雙分子層膜片鉗蛋白質(zhì)分子水平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。
向電極連續(xù)施加1mV、10~50ms的階躍脈沖,電極入水后電阻約為4~6mΩ。此時,在計算機屏幕顯示框中可以看到測試脈沖產(chǎn)生的電流波形。剛開始的時候增益不要設置太高,一般可以是1~5mV/PA,避免放大器飽和。由于細胞外液和電極液離子組成的差異導致液體接界電位,電極剛?cè)胨畷r測試波形的基線不在零線上。因此,需要將保持電壓設置為0mV,并調(diào)整“電極不平衡控制”,使電極DC電流接近于零。當使用微操作器使電極靠近細胞時,當電極前緣接觸細胞膜時,密封電阻指標Rm會上升,當電極輕微下壓時,Rm指標會進一步上升。當通過細塑料管對電極施加輕微負壓,且細胞膜特性良好時,Rm一般會在1min內(nèi)迅速上升,直至形成Gω級高阻密封。一般在Rm達到100MΩ左右時,在電極前端施加一個輕微的負電壓(-30~-30~-10mV),有利于gω密封的形成。此時的現(xiàn)象是電流波形再次變平,使電極從-40到-90mV超極化,有助于加速形成密封。為了確認gωseal的形成,可以提高放大器的增益,因此可以觀察到除了脈沖電壓開始和結(jié)束時的容性脈沖超前電流外,電流波形仍然是平坦的。
在形成高阻抗封接后,記錄實驗結(jié)果之前,通常要根據(jù)實驗的要求進行參數(shù)補償,以期獲得符合實際的結(jié)果。需要注意的是,應恰當設置放大器的帶寬,例如10kHz,這樣在電流監(jiān)測端將觀察不到超越此頻帶以外的無用信息。膜片鉗實驗難度大、技術要求高,要掌握有關技術和方法雖不是很困難的事,但要從一大批的實驗數(shù)據(jù)中,經(jīng)過處理和分析,得出有意義、有價值的結(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,具體實驗過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、激動劑,如何進行正確的數(shù)據(jù)采集等許多更為復雜的問題,還需在科研實踐中不斷地探索和解決。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(jié)果,專業(yè)團隊,7*56小時隨時人工在線咨詢.這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細胞膜單一的或多個的離子通道分子活動的技術。
膜片鉗技術∶從一小片(約幾平方微米)膜獲取電子學方面信息的技術,即保持跨膜電壓恒定——電壓鉗位,從而測量通過膜離子電流大小的技術。通過研究離子通道的離子流,從而了解離子運輸、信號傳遞等信息?;驹恚豪秘摲答侂娮泳€路,將微電極前列所吸附的一個至幾個平方微米的細胞膜的電位固定在一定水平上,對通過通道的微小離子電流作動態(tài)或靜態(tài)觀察,從而研究其功能。研究離子通道的一種電生理技術,是施加負壓將玻璃微電極的前列(開口直徑約1μm)與細胞膜緊密接觸,形成高阻抗封接,可以精確記錄離子通道微小電流。能制備成細胞貼附、內(nèi)面朝外和外面朝內(nèi)三種單通道記錄方式,以及另一種記錄多通道的全細胞方式。膜片鉗技術實現(xiàn)了小片膜的孤立和高阻封接的形成,由于高阻封接使背景噪聲水平**降低,相對地增寬了記錄頻帶范圍,提高了分辨率。另外,它還具有良好的機械穩(wěn)定性和化學絕緣性。而小片膜的孤立使對單個離子通道進行研究成為可能。準確捕捉離子通道動態(tài),膜片鉗技術助您一臂之力!芬蘭全細胞膜片鉗廠家
膜片鉗記錄不但能夠在神經(jīng)元胞體及其樹突上進行,而且可同時在這兩個不同的部位作膜片鉗記錄。膜片鉗解決方案
鈣成像技術被廣泛應用于實時監(jiān)測神經(jīng)元、心肌以及多種細胞胞內(nèi)鈣離子的變化,從而檢測神經(jīng)元、心肌的活動情況。這些技術是人們觀測神經(jīng)以及多種細胞活動為直接的手段,現(xiàn)已發(fā)展為生命科學研究的熱點,也是國家自然科學基金等鼓勵申報的重要領域。光遺傳學調(diào)控技術是近幾年正在迅速發(fā)展的一項整合了光學、基因操作技術、電生理等多學科交叉的生物技術。NatureMethods雜志將此技術評為"Methodoftheyear2010"[19];美國麻省理工學院科技評述(MITTechnologyReview,2010)在其總結(jié)性文章"Theyearinbiomedicine"中指出:光遺傳學調(diào)控技術現(xiàn)已經(jīng)迅速成為生命科學,特別是神經(jīng)和心臟研究領域中熱門的研究方向之一。目前這一技術正在被全球幾百家從事心臟學、神經(jīng)科學和神經(jīng)工程研究的實驗室使用,幫助科學家們深入理解大腦的功能,進而為深刻認識神經(jīng)、精神疾病、心血管疾病的發(fā)病機理并研發(fā)針對疾病干預和的新技術。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(jié)果,專業(yè)團隊,7*58小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗解決方案