膜片鉗在通道研究中起著重要的作用。膜片鉗技術可以直接觀察和區分單個離子通道電流及其開閉時間,區分離子通道的離子選擇性,同時發現新的離子通道和亞型,在記錄單細胞電流和全細胞電流的基礎上,進一步計算細胞膜上的通道數和開放概率。也可用于研究某些細胞內或細胞外物質對離子通道的開閉和通道電流的影響。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,膜片鉗技術可用于研究離子通道的分子結構與生物學功能的關系。膜片鉗技術也可用于分析藥物對其靶受體的作用位點。例如,神經元煙堿受體是配體門控離子通道,膜片鉗全細胞記錄技術可以通過記錄煙堿誘發電流,直接反映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、離子通道開閉的動態特征、受體的***等。用膜片鉗全細胞記錄技術觀察拮抗劑對煙堿受體興奮的量效曲線的影響,以確定其作用的動態特征。然后根據拮抗劑對受體***的影響分析,拮抗劑的作用是否是電壓依賴性和使用依賴性的,我們可以從功能上區分拮抗劑對煙堿受體的不同作用位點,即判斷拮抗劑是作用于受體的激動劑識別位點、離子通道還是其他變構位點。滔博生物膜片鉗研究系統-細胞放電,組織切片放電,動物放電!進口可升級膜片鉗價格
膜片鉗技術本質上也屬于電壓鉗范疇,兩者的區別關鍵在于:①膜電位固定的方法不同;②電位固定的細胞膜面積不同,進而所研究的離子通道數目不同。電壓鉗技術主要是通過保持細胞跨膜電位不變,并迅速控制其數值,以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況。因此只能用來研究整個細胞膜或一大塊細胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細胞的全性能電流的研究,特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發揮著其他技術不能替代的作用。該技術的主要缺陷是必須在細胞內插入兩個電極,對細胞損傷很大,在小細胞如元,就難以實現,又因細胞形態復雜,很難保持細胞膜各處生物特性的一致。日本單通道膜片鉗電生理技術膜片鉗具有雙探頭,相當于兩臺膜片鉗放大器。也具有單探頭膜片鉗放大器。
高阻密封技術還***降低了電流記錄的背景噪聲,從而大幅提高了時間、空間和電流分辨率,如10μs的時間分辨率、1平方微米的空間分辨率和10-12年的電流分辨率。影響電流記錄分辨率的背景噪聲不僅來自膜片鉗放大器本身,還來自信號源的熱噪聲。信號源就像一個簡單的電阻,其熱噪聲為σn=4Kt△f/R其中σn為電流均方差的平方根,k為玻爾茲曼常數,t為溫度,△f為測量帶寬,R為電阻值。可以看出,為了獲得低噪聲電流記錄,信號源的內阻必須非常高。如果在1kHz帶寬、10%精度的條件下記錄1pA的電流,信號源的內阻應該大于2gω。電壓鉗技術只能測量內阻為100kω~50mω的大電池的電流,常規技術和制備無法達到所需的分辨率。
高阻封接問題的解決不僅改善了電流記錄性能,還隨之出現了研究通道電流的多種膜片鉗方式。根據不同的研究目的,可制成不同的膜片構型。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定的,因細胞骨架及有關代謝過程是完整的,所受的干擾小。想要深入了解離子通道?膜片鉗技術是您不可或缺的研究工具!
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,專業團隊,7*43小時隨時人工在線咨詢.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。日本單通道膜片鉗電生理技術
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。進口可升級膜片鉗價格
對電極持續施加一個1mV、10~50ms的階躍脈沖刺激,電極入水后電阻約4~6MΩ,此時在計算機屏幕顯示框中可看到測試脈沖產生的電流波形。開始時增益不宜設得太高,一般可在1~5mV/pA,以免放大器飽和。由于細胞外液與電極內液之間離子成分的差異造成了液結電位,故一般電極剛入水時測試波形基線并不在零線上,須首先將保持電壓設置為0mV,并調節“電極失調控制“使電極直流電流接近于零。用微操縱器使電極靠近細胞,當電極前列與細胞膜接觸時封接電阻指示Rm會有所上升,將電極稍向下壓,Rm指示會進一步上升。通過細塑料管向電極內稍加負壓,細胞膜特性良好時,Rm一般會在1min內快速上升,直至形成GΩ級的高阻抗封接。一般當Rm達到100MΩ左右時,電極前列施加輕微負電壓(-30~-10mV)有助于GΩ封接的形成。此時的現象是電流波形再次變得平坦,使電極超極化由-40到-90mV,有助于加速形成封接。為證實GΩ封接的形成,可以增加放大器的增益,從而可以觀察到除脈沖電壓的首尾兩端出現電容性脈沖前列電流之外,電流波形仍呈平坦狀。進口可升級膜片鉗價格