無錫醫(yī)學膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

膜片鉗的應用：在心血管藥理研究中的應用：隨著膜片鉗技術(shù)在心血管方面的普遍應用，對血管疾病和藥物作用的認識不只得到了不斷更新，而且在其病因?qū)W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，為研制新的更為有效的藥物開辟了道路”。創(chuàng)新藥物研究與高通量篩選：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(yōu)勢、信息量要求不太高的初級篩選。較近幾年，分別形成了以膜片鉗和熒光探針為基礎(chǔ)的兩大主流技術(shù)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(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了自動化膜片鉗等一些新技術(shù)。用膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程。無錫醫(yī)學膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，電壓鉗是利用負反饋技術(shù)將膜電位在空間和時間上固定于某一測定值，以研究動作電位產(chǎn)生過程中膜的離子通透性與膜電位之間的依從關(guān)系。但電壓鉗只能研究一個細胞上眾多通道的綜合活動規(guī)律，而無法反映單個通道的活動特點，同時通過細胞內(nèi)微電極引導記錄的離子通道電流其背景噪聲太大。膜片鉗使用的基本方法是，把經(jīng)過加熱拋光的玻璃微電極在液壓推進器的操縱下，與清潔處理過的細胞膜形成高阻抗封接，導致電極內(nèi)膜片與電極外的膜在電學上和化學上隔離起來。無錫醫(yī)學膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標：外灌流時間常數(shù)：~200ms；內(nèi)灌流時間常數(shù)：~2s。

膜片鉗的應用：與藥物作用有關(guān)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。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。

全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標：1）操作簡單，全過程可自動化。2）實驗迅速，通量高。一般每天可達到50個實驗數(shù)據(jù)左右。3）藥液交換迅速。細胞內(nèi)、外液的交換是在平面芯片上進行，所以藥液交換非常迅速，作用時間快，外灌流時間常數(shù)：~200ms內(nèi)灌流時間常數(shù)：~2s。4）藥物消耗極低。每次更換的外液只需十幾微升。5）信號準確，噪聲少。使用了先進的微型“法拉第板”替代傳統(tǒng)的“法拉第籠”，極大的減少了噪聲源，記錄數(shù)據(jù)的電噪音很低(小于300fA/500MΩ)。6）擴展功能多。配套擴展設(shè)備豐富，如內(nèi)灌流系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、脂質(zhì)體制備器等等。7）軟件強大。軟件的功能全部，可按照操作者設(shè)定的參數(shù)方案自動執(zhí)行實驗，進行細胞吸附、封接和維持全細胞記錄模式；并兼容常規(guī)膜片鉗放大。膜片鉗技術(shù)的應用范圍：膜片鉗技術(shù)在通道中的研究。

膜片鉗技術(shù)操作方法：開始封接:調(diào)低微操步進速度，使電極尖銳端慢慢向細胞靠近，如發(fā)現(xiàn)基線方波突然變小，封接電阻上升時，即停止電極下降，通過注射器給電極負壓，封接成功的可見方波很快變小，電阻升至G歐。此時，調(diào)節(jié)快電容補償按鈕，將快電容電流補償?shù)簦绶饨臃€(wěn)定后，準備破膜。破膜:在鉗制電位水平-60mV時，漏電流<20pA，給予比較大的負壓(也可根據(jù)情況使用ZAP電破方式破膜)，將要破時可見基線上下浮動，破后，可見基線前后有兩個較大的慢電容電流。膜片鉗使用操作注意：電熱加熱線溫度很高，在使用時注意避免燙傷。湖州醫(yī)學電生理膜片鉗原理

全自動膜片鉗系統(tǒng)技術(shù)指標：信號準確，噪聲少，使用了先進的微型“法拉第板”替代傳統(tǒng)的“法拉第籠”。無錫醫(yī)學膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

膜片鉗實驗中電極制備之在電極前端涂以硅酮樹脂（sylgard），其目的是為了降低電極與灌流液之間的電容，并形成一個親水界面。經(jīng)此處理后，上述電容可由6～8pF減少到1pF以下。硅酮樹脂對形成Giga?鄄seals無影響，但可減少本底噪音，對單通道記錄很重要。在進行全細胞記錄時，不用硅酮樹脂也可以得到滿意的效果，通常微電極在涂抹硅酮樹脂后再進行拋光，但較好是在涂抹后一小時內(nèi)拋光，否則很難改變電極尖銳端的形狀。全自動膜片鉗在藥物篩選中的應用：全自動膜片鉗技術(shù)一個重要的應用方向是檢測早期藥物化合物對hERG的毒副作用。hERG通道產(chǎn)生的電流是心室復極中較重要的電流。通道被藥物后抑制直接導致LongQT綜合癥,很可能演變成尖銳端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速,心室纖顫,直至猝死。目前發(fā)現(xiàn)幾乎所有的臨床藥物所至的LQT或者TdP都作用于hERG,且導致hERG抑制的藥物在化學結(jié)構(gòu)上沒有明顯的共性,從而很難預測,只有通過實驗的方式給予解決。無錫醫(yī)學膜片鉗電生理技術(shù)技術(shù)

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