電壓鉗的原理∶用兩根前列直徑0.5um的電極插入細胞內,一根電極用作記錄電極以記錄跨膜電位,用另一根電極作為電流注入電極,以固定膜電位。從而實現固定膜電位的同時記錄膜電流。電位記錄電極引導的膜電位(Vm)輸入電壓鉗放大器的負輸入端,而人為控制的指令電位(Vc)輸入正輸入端,放大器的正負輸入端子等電位,向正輸入端子施加指令電位(Vc)時,經過短路負端子可使膜片等電較,即Vm=Vc,從而達到電位鉗制的目的,并可維持一定的時間。Vc的不同變化將導致Vm的變化,從而引起細胞膜上電壓依賴性離子通道的開放,通道開放引起的離子流反過來又引起Vm的變化,致使Vm≠Vc,Vc與Vm的任何差值都會導致放大器有電壓輸出,將相反極性的電流注入細胞,以使Vc=Vm,注入電流的大小與跨膜離子流相等,但方向相反。因而注入的電流被認為是標本興奮時的跨膜電流值(通道電流)。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,專業團隊,7*25小時隨時人工在線咨詢.現代膜片鉗技術是在電壓鉗技術的基礎上發展起來的。芬蘭單通道膜片鉗離子通道
80年代初發展起來的膜片鉗技術(patchclamptechnique)為了解生物膜離子單通道的門控動力學特征及通透性、選擇性膜信息提供了直接的手段。該技術的興起與應用,使人們不僅對生物體的電現象和其他生命現象更進一步的了解,而且對于疾病和藥物作用的認識也不斷的更新,同時還形成了許多病因學與藥理學方面的新觀點。膜片鉗技術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。它和基因克隆技術(genecloning)并架齊驅,給生命科學研究帶來了巨大的前進動力。日本細胞膜片鉗解決方案細胞是動物和人體的基本組成單元,細胞與細胞內的通信,是依靠其膜上的離子通道進行的。
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的單通道離子電流,從而產生了膜片鉗技術。1980年Sigworth等在記錄電極內施加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年諾貝爾醫學和生理學獎。
離子通道是一種特殊的膜蛋白,它橫跨整個膜結構,是細胞內部與部外聯系的橋梁和細胞內外物質交換的孔道,當通道開放時。細胞內外的一些無機離子如Na,kCa等帶電離子可經通道順濃度梯度或電位梯度進行跨膜擴散,從而形成這些帶電離子在膜內外的不同分布態勢,這種態勢和在不同狀態下的動態變化是可興奮細胞靜息電位和動作電的基礎。這些無機離子通過離子通道的進圍所產生的電活動是生命活動的基礎,只有在此基礎上才可能有腺體分泌、肌肉收縮、基因表達、新陳代謝等生命活動。離子通道結構和功能障礙決定了許多疾病的發生和發展。因此,了解離子通道的結構、功能以及結構與功能的關系對于從分子水平深入探討某些疾病的病理生理機制、發現特異藥物或措施等均具有十分重要的理論和實際意義。膜片鉗技術,為您揭示細胞生命活動的細微變化!
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電流,計算鉗位的固定時間(即RsCc),然啟根據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。 微電極的制備膜片鉗電極是用外徑為1-2mm的毛細玻璃管拉制成的。進口多通道膜片鉗電流鉗制
全自動膜片鉗技術采用的標本必須是懸浮細胞,像腦片這類標本無法采用。芬蘭單通道膜片鉗離子通道
在形成高阻抗封接后,記錄實驗結果之前,通常要根據實驗的要求進行參數補償,以期獲得符合實際的結果。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據中,經過處理和分析,得出有意義、有價值的結果和結論,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、外液,如何選擇阻斷劑、激動劑,如何進行正確的數據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,快速獲得實驗結果,專業團隊,7*56小時隨時人工在線咨詢.芬蘭單通道膜片鉗離子通道