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膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇,兩者的區(qū)別關(guān)鍵在于:①膜電位固定的方法不同;②電位固定的細(xì)胞膜面積不同,進(jìn)而所研究的離子通道數(shù)目不同。電壓鉗技術(shù)主要是通過保持細(xì)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(xì)胞膜或一大塊細(xì)胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細(xì)胞的全性能電流的研究,特別在分子克隆的卵母細(xì)胞表達(dá)電流的鑒定中發(fā)揮著其他技術(shù)不能替代的作用。該技術(shù)的主要缺陷是必須在細(xì)胞內(nèi)插入兩個電極,對細(xì)胞損傷很大,在小細(xì)胞如元,就難以實(shí)現(xiàn),又因細(xì)胞形態(tài)復(fù)雜,很難保持細(xì)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(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*49小時隨時人工在線咨詢.離子通道是一種特殊的膜蛋白,它橫跨整個膜結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)部與部外聯(lián)系的橋梁和細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換的孔道。美國雙電極膜片鉗系統(tǒng)
對藥物作用機(jī)制的研究,在通道電流記錄中,可分別于不同時間、不同部位(膜內(nèi)或膜外)施加各種濃度的藥物,研究它們對通道功能的可能影響,了解那些選擇性作用于通道的藥物影響人和動物生理功能的分子機(jī)理。這是目前膜片鉗技術(shù)應(yīng)用普遍的領(lǐng)域,既有對西藥藥物機(jī)制的探討,也普遍用在重要藥理的研究上。如開麗等報道細(xì)胞貼附式膜片鉗單通道記錄法觀測到人參二醇組皂苷可控制正常和“缺血”誘導(dǎo)的大鼠大腦皮層神經(jīng)元L-型鈣通道的開放,從而減少鈣內(nèi)流,對缺血細(xì)胞可能有保護(hù)作用。陳龍等報道采用細(xì)胞貼附式單通道記錄法發(fā)現(xiàn)烏頭堿對培養(yǎng)的Wistar大鼠心室肌細(xì)胞L-型鈣通道有阻滯作用。芬蘭雙電極膜片鉗腦片由通道蛋白介導(dǎo)的膜電導(dǎo)構(gòu)成了膜反應(yīng)的主動成分,它的電流電壓關(guān)系是非線性的。
電壓鉗技術(shù)是由科爾發(fā)明的,并在20世紀(jì)初由霍奇金和赫胥黎完善。其設(shè)計的主要目的是證明動作電位的產(chǎn)生機(jī)制,即動作電位的峰值電位是由于膜對鈉的通透性瞬間增加。但當(dāng)時還沒有直接測量膜通透性的方法,所以用膜電導(dǎo)來測量離子通透性。膜電導(dǎo)測量的基礎(chǔ)是電學(xué)中的歐姆定律,如膜Na電導(dǎo)GNa與電化學(xué)驅(qū)動力(Em-ENa)的關(guān)系,膜電流INaGNa=INa/(Em-ENa)。因此,可以通過測量膜電流,然后利用歐姆定律來計算膜電導(dǎo)。然而,膜電導(dǎo)可以通過使用膜電流來計算。這個條件是通過電壓鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。下一張幻燈片中右邊的兩張圖顯示了squid的動作電位和動作電位過程中膜電流的變化,這是霍奇金和赫胥黎在半個世紀(jì)前用電壓鉗記錄的。他們的實(shí)驗(yàn)證明了參與動作電位的離子電流由三種成分組成:Na、K、Cl。對這些離子流進(jìn)行了定量分析。這項(xiàng)技術(shù)為闡明動作電位的本質(zhì)和離子通道的研究做出了巨大貢獻(xiàn)。
膜片鉗技術(shù)是當(dāng)前研究細(xì)胞膜電流及離子通道的蕞重要的技術(shù)。從技術(shù)層面來解釋的話,膜片鉗技術(shù)(patchclamp)是指利用鉗制電壓或者電流的方法(通常為鉗制電壓)來記錄細(xì)胞膜離子通道電活動的微電極技術(shù)。膜片鉗技術(shù)的原理為:使用一個一頭尖一頭粗的錐狀玻璃管,管中設(shè)有微電極,管的前列直徑約1.5~3.0μm,通過負(fù)壓吸引使前列口與細(xì)胞膜形成千兆歐姆級的阻抗封接,前列口內(nèi)的細(xì)胞膜區(qū)域與周圍其他區(qū)域形成了電學(xué)分隔,然后人工鉗制此片區(qū)域細(xì)胞膜的電位,即可達(dá)到對膜片上離子通道電流的監(jiān)測與記錄。膜片鉗技術(shù)已成為研究離子通道的"金標(biāo)準(zhǔn)"。
1937年,Hodgkin和Huxley在烏賊巨大神經(jīng)軸突細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)電記錄,獲1963年Nobel獎1946年,凌寧和Gerard創(chuàng)造拉制出前列直徑小于1μm的玻璃微電極,并記錄了骨骼肌的電活動。玻璃微電極的應(yīng)用使的電生理研究進(jìn)行了重命性的變化。Voltageclamp(電壓鉗技術(shù))由Cole和Marmont發(fā)明,并很快由Hodgkin和Huxley完善,真正開始了定量研究,建立了H一H模型(膜離子學(xué)說),是近代興奮學(xué)說的基石。1948年,Katz利用細(xì)胞內(nèi)微電極技術(shù)記錄到了終板電位;1969年,又證實(shí)N—M接觸后的Ach以"量子式"釋放,獲1976年Nobel獎。1976年,德國的Neher和Sakmann發(fā)明PatchClamp(膜片鉗)。并在蛙橫紋肌終板部位記錄到乙酰膽堿引起的通道電流。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*42小時隨時人工在線咨詢.典型的單通道電流呈一種振幅相同而持續(xù)時間不等的脈沖樣變化。進(jìn)口可升級膜片鉗腦片
膜片鉗,您研究離子通道功能的得力助手!美國雙電極膜片鉗系統(tǒng)
現(xiàn)在這塊全新的芯片被放置在了跟前置放大器大小類似的小盒子中,便成就了這款全球較小的膜片鉗放大器ePatch。體積大幅縮減只是一個表面,由于細(xì)胞電信號在被電極記錄到后,直接進(jìn)入了芯片,以較短的路徑直接從模擬信號轉(zhuǎn)變成了數(shù)字信號,在很大程度上減少了環(huán)境及電路噪音對信號的影響,所以這款放大器便可以輕易獲取非常高質(zhì)量且穩(wěn)定的電生理信號。ePatch體積只為42*18*78mm,重量200g,整套設(shè)備的大小只相當(dāng)于傳統(tǒng)膜片鉗設(shè)備的前置放大器,可以輕松地放入衣服口袋。用USB接口連接電腦后即可使用,無需額外電源,連接和使用都極為簡便。沒有了占地方的放大器,數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及相互連接的眾多電線,電源線等等,我們的膜片鉗又進(jìn)一步減小了體積。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*62小時隨時人工在線咨詢.美國雙電極膜片鉗系統(tǒng)