電壓鉗技術,是20世紀初由Cole發(fā)明,Hodgkin和Huxley完善,其設計的主要目的是為了證明動作電位的產生機制,即動作電位的峰電位是由于膜對鈉的通透性發(fā)生了一過性的增大過程。但當時沒有直接測定膜通透性的方法,于是就用膜對某種離子的電導來**該種離子的通透性,膜電導測定的依據(jù)是電學中的歐姆定律,如膜的Na電導GNa與電化學驅動力(Em-ENa)和膜電流INa的關系GNa=INa/(Em-ENa).因此可通過測量膜電流,再利用歐姆定律來計算膜電導,但是,利用膜電流來計算膜電導時,記錄膜電流期間的膜電位必須保持不變,否則膜電流的變化就不能**膜電導的變化。這一條件是利用電壓鉗技術實現(xiàn)的。下張幻燈中的右邊兩張圖是Hodgkin和Huxley在半個世紀以前利用電壓鉗記錄的搶烏賊的動作電位和動作電位過程中的膜電流的變化圖,他們的實驗***證明參與動作電位的離子流由Na,k,漏(Cl)三種成分組成。并對這些離子流進行了定量分析。這一技術對闡明動作電位的本質和離子通道的的研究做出了極大的貢獻。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(lián)系的橋梁和細胞內外物質交換的孔道。日本全細胞膜片鉗電生理技術
膜片鉗技術發(fā)展歷史: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啟動的單通道離子電流,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(xiàn)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(yī)學和生理學獎。日本全細胞膜片鉗電生理技術膜片鉗|膜片鉗實驗外包價格選滔博生物!
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(fā)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(0.1μs)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。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(yè)團隊,7*43小時隨時人工在線咨詢.
ePatch雖然設備非常小巧,但功能完備,傳統(tǒng)膜片鉗設備能做的實驗,用ePatch幾乎都能做。具有voltage-clamp,current-clamp,zerocurrent-clamp三種模式,自動電極電壓飄移補償,C-fast-C-slow-R-series-P/N補償,Bridgebalance補償?shù)裙δ堋?梢宰鋈毎涗浺部梢宰鰡瓮ǖ烙涗洠てQ技術常做的離子通道電流,突觸后電流,動作電位檢測等實驗都能輕松實現(xiàn)。公司還為此開發(fā)了友好的控制和記錄軟件,筆者上手接觸了一下,發(fā)現(xiàn)跟AXON的軟件類似,并且程序編輯更為簡單易用。所記錄到的數(shù)據(jù)可以直接使用Clampfit進行分析,可以說對于使用過AXON設備的膜片鉗工作者來說,上手毫無難度。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(yè)團隊,7*61小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗,開啟細胞電生理研究新篇章!
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(xiàn)了研究通道電流的多種膜片鉗方式。根據(jù)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(wěn)定的,因細胞骨架及有關代謝過程是完整的,所受的干擾小。在青蛙肌細胞上用雙電極鉗制膜電位的同時,記錄到ACh啟動的單通道離子電流,從而產生了膜片鉗技術。日本雙電極膜片鉗參數(shù)
膜片鉗技術原理膜片鉗技術是用玻璃微電極接觸細胞,形成吉歐姆(GΩ)阻**本全細胞膜片鉗電生理技術
膜片鉗技術是一種細胞內記錄技術,是研究離子通道活動的蕞佳工具,也是應用蕞很廣的電生理技術之一。該技術通過施加負壓將微玻管電極(膜片電極或膜片吸管)的前列與細胞膜緊密接觸,形成GΩ以上的阻抗,使電極開口處的細胞膜與其周圍膜在電學上絕緣。被孤立的小膜片面積為μm量級,內中只有少數(shù)離子通道。玻璃微電極中含有一根浸入電解溶液中的導線,用于傳導離子。在此基礎上對該膜片施行電壓鉗位(即保持跨膜電壓恒定),如果單個離子通道被包含在膜片內,則可對此膜片上的離子通道的電流進行監(jiān)測記錄。通過觀測單個通道開放和關閉的電流變化,可直接得到各種離子通道開放的電流幅值分布、開放幾率、開放壽命分布等功能參量,并分析它們與膜電位、離子濃度等之間的關系。還可把吸管吸附的膜片從細胞膜上分離出來,以膜的外側向外或膜的內側向外等方式進行實驗研究。這種技術對小細胞的電壓鉗位、改變膜內外溶液成分以及施加藥物都很方便。日本全細胞膜片鉗電生理技術