膜片钳技术基本原理与特点:膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴,两者的区别关键在于:①膜电位固定的方法不同;②电位固定的细胞膜面积不同,进而所研究的离子通道数目不同。电压钳技术主要是通过保持细胞跨膜电位不变,并迅速控制其数值,以观察在不同膜电位条件下膜电流情况。因此只能用来研究整个细胞膜或一大块细胞膜上所有离子通道活动。目前电压钳主要用于巨大细胞的全性能电流的研究,特别在分子克隆的卵母细胞表达电流的鉴定中发挥着其他技术不能替代的作用。该技术的主要缺陷是必须在细胞内插入两个电极,对细胞损伤很大,在小细胞如神经元,就难以实现,又因细胞形态复杂,很难保持细胞膜各处生物特性的一致。被孤立的小膜片面积为微米数量级,因此封接范围内细胞膜光有少数离子通道。连云港细胞生物学膜片钳电生理技术网站
膜片钳记录的几种形式:全细胞记录构型(whole-cell recording) 高阻封接形成后,继续以负压抽吸使电极管内细胞膜破裂,电极胞内液直接相通,而与浴槽液绝缘,这种形式称为“全细胞”记录。它既可记录膜电位又可记录膜电流。其中膜电位可在电流钳情况下记录,或将玻管连到标准高阻微电极放大器上记录。在电压钳条件下记录到的大细胞全细胞电流可达nA级,全细胞钳的串联电阻(玻管和细胞内部之间的电阻)应当补偿。任何流经膜的电流均流经这一电阻,所引起的电压降将使玻管电压不同于细胞内的真正电位。电流愈大,愈需对串联电阻进行补偿。徐州全自动膜片钳技术网站膜片钳技术是电生理记录的常用手段,目前在科学研究中使用越来越普遍。
膜片钳电生理技术:神经元细胞膜上有离子通道,它们控制电荷流入和流出细胞,从而调节神经元激发。一种用于研究这些通道的生物物理学特性的极为有用的技术被称为膜片钳记录。在这种方法中,神经科学家把抛光的玻璃微吸管置于细胞上通过吸力形成高电阻封接。这个过程分隔了一小"片"包含一种或多种离子通道的膜。通过微吸管中的电极,研究人员可以"钳制"或控制膜的电属性,这对分析通道活动很重要。该电极还能记录跨膜电压的变化,或离子通过膜的流动。
膜片钳技术基本原理与特点:又由于玻璃微电极管径很小,其下膜面积光约1 μm2,在这么小的面积上离子通道数量很少,一般只有一个或几个通道,经这一个或几个通道流出的离子数量相对于整个细胞来讲很少,可以忽略,也就是说电极下的离子电流对整个细胞的静息电位的影响可以忽略,那么,只要保持电极内电位不变,则电极下的一小片细胞膜两侧的电位差就不变,从而实现电位固定另外,高阻封接技术还很大降低了电流记录的背景噪声,从而戏剧性地提高了时间、空间及电流分辨率,如时间分辨率可达10 μs、空间分辨率可达1平方微米及电流分辨率可达10-12 A。膜片钳系统有如下应用局限性:迫切需要一种新型的全自动膜片钳电生理纪录系统来解决以上问题。
膜片钳技术与其他生物检测技术的结合应用:1.膜片钳与光学显微成像技术结合应用:利用激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜、荧光显微镜等技术可以对细胞进行实时成像研究,将膜片钳技术与光学显微成像技术结合使用不但可以检测细胞的电流变化情况,而且还可以对细胞的电信号传递活动进行成像观察。2.膜片钳与原子力显微镜结合应用:将膜片钳和AFM结合使用的技术可以提高细胞电生理检测的分辨率和灵敏度;而且,在获得细胞电生理信息的同时,还能获取细胞的生物力学性质,从而更很全地研究细胞的生理功能。膜片钳芯片技术是继细胞芯片之后的又一种崭新的分析细胞电生理参数的芯片技术。徐州全自动膜片钳技术网站
膜片钳技术是一种记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上离子通道分子活动的技术。连云港细胞生物学膜片钳电生理技术网站
膜片钳的数据如何处理:穿孔膜片(perforated patch)是为克服常规全细胞模式的胞质渗漏问题,有学者将与离子亲和的制霉菌素或二性霉素b经微电极灌流到含有类甾醇的细胞膜上,形成只允许一价离子通过的孔,用此法在膜片上做很多导电性孔道,借此对全细胞膜电流进行记录。由于此模式的胞质渗漏极为缓慢,局部串联阻抗较常规全细胞模式高,所以钳制速度很慢,也称为缓慢全细胞模式。它适合于小细胞的电压钳位,对于直径大于30μm的细胞很难实现钳位。不足之处是由于电极与细胞间交换快,细胞内环境很容易破坏,因此记录所用的电极液应与胞浆主要成分相同,如高k+,低na+和ca2+及一定的缓冲成分和能量代谢所需的物质。膜片钳技术用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面,使之形成10~100MΩ的高阻封接,被孤立的小膜片面积为微米数量级,因此封接范围内细胞膜光有少数离子通道。连云港细胞生物学膜片钳电生理技术网站
膜片钳只适用于药物的初筛和二次筛选,且对样本有很高的选择性,而传统的膜片钳技术可适用于各种样本,应用范围广,能够分析检测所有的离子通道类型,同时能够分析离子通道的动力学特征。因此目前,传统膜片钳技术仍然是不可替代的。在进行膜片钳实验时,玻璃电极给负压并吸住细胞,形成高阻封接,破膜,给药,记录数据的过程,都需要细胞保持比较好的活性状态,才能更加高效的获得有效数据。因此细胞的稳定性就成了评估样品好坏的关键。膜片钳技术是一种记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上离子通道分子活动的技术。全自动膜片钳系统技术指标:药液交换非常迅速,作用时间快。广州药理学离子通道服务膜片钳的数据如何处理:1)细胞吸附式...