膜片鉗技術實現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。單通道電流1.典型的單通道電流呈一種振幅相同而持續時間不等的脈沖樣變化。他有兩個電導水平,即O和1,分別對應通道的關閉和開效狀態。2.有的矩形脈沖簇狀發放時,通道電流不在同一水平,可以明顯觀察到不同數目離子通道所形成的電流臺階,從而可推斷出被測膜片的通道數目。3.有的通道可記錄到圓滑型和方波形兩種形式。4.有些通道開放活動是持續開放,中間被閃動樣的關閉所中斷,形成burst開放。有些通道開放活動是簇狀開放與短期平靜交替出現,形成簇狀發放串(Cluster)膜片鉗技術,讓離子通道研究變得更加準確與高效!單電極膜片鉗電壓鉗制
膜片鉗在通道研究中的重要作用用膜片鉗技術可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程、區分離子通道的離子選擇性、同時可發現新的離子通道及亞型,并能在記錄單細胞電流和全細胞電流的基礎上進一步計算出細胞膜上的通道數和開放概率,還可以用以研究某些胞內或胞外物質對離子通道開閉及通道電流的影響等。同時用于研究細胞信號的跨膜轉導和細胞分泌機制。結合分子克隆和定點突變技術,膜片鉗技術可用于離子通道分子結構與生物學功能關系的研究。利用膜片鉗技術還可以用于藥物在其靶受體上作用位點的分析。如神經元煙堿受體為配體門控性離子通道,膜片鉗全細胞記錄技術通過記錄煙堿誘發電流,可直觀地反映出神經元煙堿受體活動的全過程,包括受體與其激動劑和拮抗劑的親和力,離子通道開放、關閉的動力學特征及受體的失敏等活動。使用膜片鉗全細胞記錄技術觀察拮抗劑對煙堿受體激動劑量效曲線的影響,來確定其作用的動力學特征。然后根據分析拮抗劑對受體失敏的影響,拮抗劑的作用是否有電壓依賴性、使用依賴性等特點,可從功能上區分拮抗劑在煙堿受體上的不同作用位點,即判斷拮抗劑是作用在受體的激動劑識別位點,離子通道抑或是其它的變構位點上。芬蘭全細胞膜片鉗專題膜片鉗放大器系統包括三個成分:膜片鉗放大器、數模模數轉換器、采集分析軟件,我們俗稱三件套。
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。基本原理:利用負反饋電子線路,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或靜態觀察,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、內面朝外和外面朝內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。
膜片鉗放大器的工作模式;(1)電壓鉗模式∶在鉗制細胞膜電位的基礎上改變膜電位,記錄離子通道電流的變化,記錄的是諸如通道電流;EPSC;IPSC等電流信號。是膜片鉗的基本工作模式.(2)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。記錄的是諸如動作電位,EPSP;IPSP等電壓信號。膜片鉗技術實現膜電位固定的關鍵是在玻璃微電極前列邊緣與細胞膜之間形成高阻(10GΩ)密封,使電極前列開口處相接的細胞膜片與周圍環境在電學上隔離,并通過外加命令電壓鉗制膜電位。膜電位Vm由高輸入阻抗的電壓跟隨器所測量。
在心血管藥理研究中的應用,隨著膜片鉗技術在心血管方面的廣泛應用,對血管疾病和藥物作用的認識不僅得到了不斷更新,而且在其病因學與藥理學方面還形成了許多新的觀點。正如諾貝爾基金會在頒獎時所說:“Neher和Sadmann的貢獻有利于了解不同疾病機理,為研制新的更為的藥物開辟了道路”。目前在離子通道高通量篩選中主要是進行樣品量大、篩選速度占優勢、信息量要求不太高的初級篩選。近幾年,分別形成了以膜片鉗和熒光探針為基礎的兩大主流技術市場。將電生理研究信息量大、靈敏度高等特點與自動化、微量化技術相結合,產生了自動化膜片鉗等一些新技術。這一技術的發現和基因克隆技術并架齊驅,給生命科學研究帶來了巨大的前進動力。芬蘭雙電極膜片鉗產品介紹
細胞膜由脂類雙分子層和和蛋白質構成。單電極膜片鉗電壓鉗制
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,離子和離子通道是細胞興奮的基礎,亦即產生生物電信號的基礎,生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科———電生理學(electrophysiology),即是用電生理的方法來記錄和分析細胞產生電的大小和規律的科學。早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術作細胞內電活動的記錄。現代膜片鉗技術是在電壓鉗技術的基礎上發展起來的。單電極膜片鉗電壓鉗制