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,較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,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,從而不能用常規的技術和制備達到所要求的分辨率。一些學者建立了組織切片膜片鉗技術(Slicepatch),就能在哺乳動物腦片制備上做全細胞記錄。進口全自動膜片鉗離子通道
高阻封接問題的解決不僅改善了電流記錄性能,還隨之出現了研究通道電流的多種膜片鉗方式。根據不同的研究目的,可制成不同的膜片構型。(1)細胞吸附膜片(cell-attachedpatch)將兩次拉制后經加熱拋光的微管電極置于清潔的細胞膜表面上,形成高阻封接,在細胞膜表面隔離出一小片膜,既而通過微管電極對膜片進行電壓鉗制,分辨測量膜電流,稱為細胞貼附膜片。由于不破壞細胞的完整性,這種方式又稱為細胞膜上的膜片記錄。此時跨膜電位由玻管固定電位和細胞電位決定。因此,為測定膜片兩側的電位,需測定細胞膜電位并從該電位減去玻管電位。從膜片的通道活動看,這種形式的膜片是極穩定的,因細胞骨架及有關代謝過程是完整的,所受的干擾小。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*50小時隨時人工在線咨詢.進口全自動膜片鉗離子通道以膜片鉗為鑰匙,打開細胞離子通道研究的大門!
對單細胞形態與功能關系的研究,將膜片鉗技術與單細胞逆轉錄多聚酶鏈是反應技術結合,在全細胞膜片鉗記錄下,將單細胞內容物或整個細胞(包括細胞膜)吸入電極中,將細胞內存在的各種mRNA全部快速逆轉錄成cDNA,再經常規PCR擴增及待檢的特異mRNA的檢測,借此可對形態相似而電活動不同的結果做出分子水平的解釋或為單細胞逆轉錄多聚酶鏈式反應提供標本,為同一結構中形態非常相似但功能不同的事實提供分子水平的解釋。目前國際上掌握此技術的實驗室較少,我國北京大學神經科學研究所于1994年在國內率先開展。
在大多數膜片鉗實驗,要求所有實驗儀器及設備均具有良好的機械穩定性,以使微電極與細胞膜之間的相對運動盡可能小。防震工作臺放置倒置顯微鏡和與之固定連接的微操縱器,其他設備置于臺外。屏蔽罩由銅絲網制成,接地以防止周圍環境的雜散電場對膜片鉗放大器的探頭電路的干擾。儀器設備架要靠近工作臺,便于測量儀器與光學儀器配接。倒置顯微鏡是膜片鉗實驗系統的主要光學部件,它不僅具有較好的視覺效果,便于將玻璃電極與細胞的頂部接觸,而且是借助移動物鏡來實現聚焦,具有較好的機械穩定性。視頻監視器主要是用來監視實驗過程中的操作,特別是能將封接參數(如封接阻抗)與細胞的形態對應,以實現良好的封接。屯流鉗素向細胞內注入刺激電流,記錄膜電位對刺激電流的反應。
膜片鉗技術原理:膜片鉗技術是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來(見右圖),由于電極前列與細胞膜的高阻封接,在電極前列籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學上隔離,因此,此片膜內開放所產生的電流流進玻璃吸管,用一個極為敏感的電流監視器(膜片鉗放大器)測量此電流強度,就單一離子通道電流膜片鉗技術的建立,對生物學科學特別是神經科學是一資有重大意義的變革。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。選擇膜片鉗,選擇細胞電生理研究的明天!進口雙分子層膜片鉗離子電流
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。進口全自動膜片鉗離子通道
電壓鉗的缺點∶電壓鉗技術目前主要用于巨火細胞的全細胞電流研究,特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發揮其它技術不能替代的作用。但也有其致命的弱點1、微電極需刺破細胞膜進入細胞,以致造成細胞漿流失,破壞了細胞生理功能的完整性;2、不能測定單一通道電流。因為電壓鉗制的膜面積很大,包含著大量隨機開放和關閉著的通道,而且背景噪音大,往往掩蓋了單一通道的電流。3、對體積小的細胞(如哺乳類***元,直徑在10-30μm之間)進行電壓鉗實驗,技術上有更大的困難。由于電極需插入細胞,不得不將微電極的前列做得很細,如此細的前列致使電極阻抗很大,常常是60~-8OMΩ或120~150MΩ(取決于不同的充灌液)。這樣大的電極阻抗不利于作細胞內電流鉗或電壓鉗記錄時在短時間(μs)內向細胞內注入電流,達到鉗制膜電壓或膜電流之目的。再者,在小細胞上插入的兩根電極可產生電容而降低測量電壓電極的反應能力。進口全自動膜片鉗離子通道