在形成高阻抗封接后,記錄實驗結(jié)果之前,通常要根據(jù)實驗的要求進行參數(shù)補償,以期獲得符合實際的結(jié)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(jiān)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(shù)據(jù)中,經(jīng)過處理和分析,得出有意義、有價值的結(jié)果和結(jié)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(nèi)、外液,如何選擇阻斷劑、激動劑,如何進行正確的數(shù)據(jù)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(jié)果,專業(yè)團隊,7*56小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗實驗服務|離子通道|膜片鉗CRO|因斯蔻浦。日本全自動膜片鉗系統(tǒng)
與藥物作用有關的心肌離子通道,心肌細胞通過各種離子通道對膜電位和動作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能。近年來,國外學者在人類心肌細胞離子通道特性的研究中取得了許多進展,使得心肌藥理學實驗由動物細胞模型向人心肌細胞成為可能。對離子通道生理與病理情況下作用機制的研究,通過對各種生理或病理情況下細胞膜某種離子通道特性的研究,了解該離子的生理意義及其在疾病過程中的作用機制。如對鈣離子在腦缺血神經(jīng)細胞損害中作用機制的研究表明,缺血性腦損害過程中,Ca2+介導現(xiàn)象起非常重要的作用,缺血缺氧使Ca2+通道開放,過多的Ca2+進入細胞內(nèi)就出現(xiàn)Ca2+超載,導致神經(jīng)元及細胞膜損害,膜轉(zhuǎn)運功能障礙,嚴重的可使神經(jīng)元壞死。芬蘭多通道膜片鉗離子通道全自動膜片鉗技術的出現(xiàn)標志著膜片鉗技術已經(jīng)發(fā)展到了一個嶄新階段。
1937年,Hodgkin和Huxley在烏賊巨大神經(jīng)軸突細胞內(nèi)實現(xiàn)細胞內(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。玻璃微電極的應用使的電生理研究進行了重命性的變化。Voltageclamp(電壓鉗技術)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(膜離子學說),是近代興奮學說的基石。1948年,Katz利用細胞內(nèi)微電極技術記錄到了終板電位;1969年,又證實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。
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(shù),t為溫度,△f為測量帶寬,R為電阻值??梢?,要得到低噪聲的電流記錄,信號源的內(nèi)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(nèi)阻應為2GΩ以上。電壓鉗技術只能測量內(nèi)阻通常達100kΩ~50MΩ的大細胞的電流,從而不能用常規(guī)的技術和制備達到所要求的分辨率。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(jié)果,專業(yè)團隊,7*66小時隨時人工在線咨詢.電壓鉗技術的主要在于將膜電位固定在指令電壓的水平,這樣才能研究在給定膜電位下膜電流隨時間的變化關系。
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(gòu)型。細胞吸附膜片(cell-attachedpatch)將兩次拉制后經(jīng)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(cè)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。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(jié)果,專業(yè)團隊,7*65小時隨時人工在線咨詢.封接(seal)是膜片鉗記錄的關鍵步驟之一。日本全自動膜片鉗系統(tǒng)
膜片鉗,讓您的離子通道研究更加得心應手!日本全自動膜片鉗系統(tǒng)
早在膜片鉗誕生之前,20世紀50~60年代,Hodgkin與Hexley便發(fā)現(xiàn)并使用了電壓鉗技術,他們通過雙電極電壓鉗在烏賊軸突上發(fā)現(xiàn)了動作電位的離子機制,并因此獲得了諾貝爾生理醫(yī)學獎。這也為后來膜片鉗的誕生奠定了基礎。于1976年,德國馬克斯普朗克生物物理化學研究所的Neher和Sakmann第1次于青蛙的肌細胞上,用玻璃電極吸下了一小片細胞膜,記錄導了皮安級的單通道離子電流,從而產(chǎn)生了膜片鉗技術。1980年,耶魯大學醫(yī)學院Sigworth等人在記錄電極內(nèi)增加了負壓吸引,實現(xiàn)了10-100GΩ的高阻抗封接,使得單電極可以同時實現(xiàn)鉗制電位和記錄單通道電流。1991年,Neher與Sakmann因為對膜片鉗技術的突出貢獻獲得了諾貝爾生理醫(yī)學獎。膜片鉗技術,在人類對生理學的探究中,無異于一條道路,通往了名為細胞電生理的國度。膜片鉗技術也許某一天會被更便捷或更精確的技術取代,但其至今仍然是離子通道相關研究中使用蕞廣的技術。日本全自動膜片鉗系統(tǒng)