膜片鉗芯片技術(shù)是繼細(xì)胞芯片之后的又一種嶄新的分析細(xì)胞電生理參數(shù)的芯片技術(shù).由于該芯片除了具有傳統(tǒng)膜片鉗的高分辨和高準(zhǔn)確性特點(diǎn)外,還具有高通量、自動(dòng)化以及細(xì)胞多通道參數(shù)和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在線和實(shí)時(shí)檢測等優(yōu)點(diǎn).因此,該芯片技術(shù)將很大促進(jìn)細(xì)胞離子通道、細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)以及藥物篩選的研究和應(yīng)用.文中具體介紹了膜片鉗芯片技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用,結(jié)合作者的研究工作,著重介紹了膜片鉗芯片技術(shù)在味覺細(xì)胞研究的比較新進(jìn)展。膜片鉗技術(shù)是用于紀(jì)錄全細(xì)胞或個(gè)別細(xì)胞膜上離子信道電生理特性的研究方法膜片鉗技術(shù)用特制的玻璃微吸管吸附于細(xì)胞表面,使之形成10~100MΩ的高阻封接。無錫藥理學(xué)腦定位膜片鉗設(shè)計(jì)公司
膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)及記錄方法:膜片鉗技術(shù)是用于紀(jì)錄全細(xì)胞或個(gè)別細(xì)胞膜上離子信道電生理特性的研究方法,目的在于提供基礎(chǔ)研究知識(shí)與新藥開發(fā)時(shí)研究細(xì)胞電特性或小分子藥物對細(xì)胞膜上離子信道特性的影響,替開發(fā)標(biāo)靶藥物提供一個(gè)測試平臺(tái)。傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)膜片鉗系統(tǒng)由人工操作,實(shí)驗(yàn)人員在取得元代細(xì)胞(例如心肌細(xì)胞與神經(jīng)元)后,將研究對象細(xì)胞養(yǎng)在玻片上,以手動(dòng)方式將紀(jì)錄電極移動(dòng)放置在胞體上方并壓到細(xì)胞膜上,此時(shí)紀(jì)錄電極在膜外溶液里的電阻大約為3-9 ΜΩ。廣州醫(yī)學(xué)膜片鉗方案膜片鉗的數(shù)據(jù)如何處理:通過改變內(nèi)部介質(zhì),如改變電極液成分,或在電極液中加入所需藥物。
全細(xì)胞膜片鉗模式下有電壓鉗記錄和電流鉗記錄兩種。電壓鉗記錄的原理與電壓鉗技術(shù)相似,但有所不同:首先,全細(xì)胞電壓鉗記錄只使用單根電極,但在電學(xué)效果上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電壓鉗制和電流記錄。其次,電壓鉗記錄的電極不細(xì)胞,對細(xì)胞造成的損傷較小,因而能用于小細(xì)胞如神經(jīng)元的研究。電流鉗記錄則是通過鉗制電極電流來測量膜電位。電流鉗在本質(zhì)上也是電壓鉗位,它將差分放大器的輸出電流與指令電流相比較,然后將這個(gè)差動(dòng)輸出施加到放大器前級(jí)的倒相端,通過高速反饋使得同相端的電壓與其相等,無論電極電流是否為零,都能從輸出電壓得到膜電位的準(zhǔn)確數(shù)值。
膜片鉗記錄的幾種形式:內(nèi)面向外膜片(inside-out patch) 高阻封接形成后,在將微管電極輕輕提起,使其與細(xì)胞分離,電極端形成密封小泡,在空氣中短暫暴露幾秒鐘后,小泡破裂再回到溶液中就得到“內(nèi)面向外”膜片。此時(shí)膜片兩側(cè)的膜電位由固定電位和電壓脈沖控制。浴槽電位是地電位,膜電位等于玻管電位的負(fù)值。如放大器的電流監(jiān)視器輸出是非反向的,則輸出將與膜電流(Im)的負(fù)值相等。外面向外膜片(out-side patch) 高阻封接形成后,繼續(xù)以負(fù)壓抽吸,膜片破裂再將玻管慢慢地從細(xì)胞表面垂直地提起,斷端游離部分自行融合成脂質(zhì)雙層,此時(shí)高阻封接仍然存在。而膜外側(cè)面接觸浴槽液。膜片鉗技術(shù)是電生理記錄的常用手段,目前在科學(xué)研究中使用越來越普遍。
膜片鉗實(shí)驗(yàn)常見問題及解決方法: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)雜的問題,還需在科研實(shí)踐中不斷地探索和解決。膜片鉗使用的注意事項(xiàng):拉制儀使用前需預(yù)熱15-30min。廣州醫(yī)學(xué)膜片鉗方案
膜片鉗技術(shù)的建立,對生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革。無錫藥理學(xué)腦定位膜片鉗設(shè)計(jì)公司
膜片鉗使用的注意事項(xiàng):工作原理膜片鉗是一種能夠直接觀察單一的離子通道蛋白質(zhì)分子對相應(yīng)離子通透難易程度等特性的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。它的基本原理是以一個(gè)光潔,直徑約為0.5~3um的玻璃微電極同神經(jīng)或肌細(xì)胞的膜接觸,之后對微電極另一端開口處施加適當(dāng)?shù)呢?fù)壓用電極的纖細(xì)開口將與電極接觸的那一小片膜輕度吸入,如此在微電極開口處的玻璃邊沿以及這一小片膜周邊會(huì)形成緊密的封接,它的電阻能夠達(dá)到數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)千兆歐,這世界上就是在化學(xué)上完全隔離了吸附在微電極開口處的那一片膜同膜的其余部分,通過微電極記錄到的電流變化光光和該膜片中通道分子的功能狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。無錫藥理學(xué)腦定位膜片鉗設(shè)計(jì)公司