膜片鉗技術與其他技術的結合Neher等**將膜片鉗技術與Fura2熒光鈣測量技術相結合,同時進行細胞內熒光強度、細胞膜離子通道電流、細胞膜電容等多項指標變化的快速交替測量,從而獲得同一事件過程中各因素的各自變化,進而分析這些變化之間的關系。Neher將能夠光解鈣離子的鈣螯合物引入膜片鉗技術,進而可以定量研究鈣離子濃度與分泌速率的關系以及相對較大的分泌速率。他還發明了膜片鉗的膜電容檢測與碳纖維電極的電化學檢測相結合的技術。然后***將光電聯合檢測技術和碳纖維電極電化學檢測技術相結合。這種結合既能研究分泌機制,又能鑒定分泌物質,彌補了各單一方法的不足。Eberwine于1991年***將膜片鉗技術與RT-PCR技術相結合,可以在分子水平上解釋形態相似但電活動不同的結果,隨后開始了膜片鉗與分子生物學技術相結合的時代:基因重組技術和膜通道蛋白重建技術。用膜片鉗,輕松掌握細胞膜離子通道的電生理特性!進口可升級膜片鉗電生理技術
離子通道的近代觀念源于Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世紀30—50年代的開創性研究。在1902年,Bernstein創造性地將Nernst的理論應用到生物膜上,提出了“膜學說”。他認為在靜息狀態下,細胞膜只對鉀離子具有通透性;而當細胞興奮的瞬間,膜的破裂使其喪失了選擇通透性,所有的離子都可以自由通過。Cole等人在1939年進行的高頻交變電流測量實驗表明,當動作電位被觸發時,雖然細胞的膜電導大為增加,但膜電容卻只略有下降,這個事實表明膜學說所宣稱的膜破裂的觀點是不可靠的。1949年Cole在玻璃微電極技術的基礎上發明了電壓鉗位(voltageclamptechnique)技術進口腦片膜片鉗報價由通道蛋白介導的膜電導構成了膜反應的主動成分,它的電流電壓關系是非線性的。
電壓鉗技術是由科爾發明的,并在20世紀初由霍奇金和赫胥黎完善。其設計的主要目的是證明動作電位的產生機制,即動作電位的峰值電位是由于膜對鈉的通透性瞬間增加。但當時還沒有直接測量膜通透性的方法,所以用膜電導來測量離子通透性。膜電導測量的基礎是電學中的歐姆定律,如膜Na電導GNa與電化學驅動力(Em-ENa)的關系,膜電流INaGNa=INa/(Em-ENa)。因此,可以通過測量膜電流,然后利用歐姆定律來計算膜電導。然而,膜電導可以通過使用膜電流來計算。這個條件是通過電壓鉗技術實現的。下一張幻燈片中右邊的兩張圖顯示了squid的動作電位和動作電位過程中膜電流的變化,這是霍奇金和赫胥黎在半個世紀前用電壓鉗記錄的。他們的實驗證明了參與動作電位的離子電流由三種成分組成:Na、K、Cl。對這些離子流進行了定量分析。這項技術為闡明動作電位的本質和離子通道的研究做出了巨大貢獻。
80年代初發展起來的膜片鉗技術(patchclamptechnique)為了解生物膜離子單通道的門控動力學特征及通透性、選擇性膜信息提供了直接的手段。該技術的興起與應用,使人們不僅對生物體的電現象和其他生命現象更進一步的了解,而且對于疾病和藥物作用的認識也不斷的更新,同時還形成了許多病因學與藥理學方面的新觀點。膜片鉗技術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。它和基因克隆技術(genecloning)并架齊驅,給生命科學研究帶來了巨大的前進動力。維持細胞正常形態和功能完整性。
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。膜片鉗具有雙探頭,相當于兩臺膜片鉗放大器。也具有單探頭膜片鉗放大器。進口可升級膜片鉗電生理技術
膜片鉗技術,讓離子通道研究變得更加準確與高效!進口可升級膜片鉗電生理技術
在形成高阻抗封接后,記錄實驗結果之前,通常要根據實驗的要求進行參數補償,以期獲得符合實際的結果。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據中,經過處理和分析,得出有意義、有價值的結果和結論,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、外液,如何選擇阻斷劑、激動劑,如何進行正確的數據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。進口可升級膜片鉗電生理技術