高阻封接技術(shù)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(shí)間,、空間及電流分辨率,,如時(shí)間分辨率可達(dá)10μs,、空間分辨率可達(dá)1平方微米及電流分辨率可達(dá)10-12A,。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來(lái)自于膜片鉗放大器本身外,,較主要還是信號(hào)源的熱噪聲,。信號(hào)源如同一個(gè)簡(jiǎn)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(cè)量帶寬,,R為電阻值??梢?jiàn),,要得到低噪聲的電流記錄,信號(hào)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(hào)源內(nèi)阻應(yīng)為2GΩ以上,。電壓鉗技術(shù)只能測(cè)量?jī)?nèi)阻通常達(dá)100kΩ~50MΩ的大細(xì)胞的電流,從而不能用常規(guī)的技術(shù)和制備達(dá)到所要求的分辨率,。用膜片鉗,,輕松掌握細(xì)胞膜離子通道的電生理特性!日本全自動(dòng)膜片鉗
這一設(shè)計(jì)模式似乎幾十年都沒(méi)有改變過(guò),,作為一個(gè)有著近20年膜片鉗經(jīng)驗(yàn)的科研工作者,,記得自己進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室次看到的放大器就差不多是這樣,也不覺(jué)得還會(huì)有什么變化,。直到筆者在19年訪問(wèn)歐洲的一個(gè)同樣做電生理的實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候,,發(fā)現(xiàn)了這樣一款獨(dú)特的放大器,讓筆者眼前一亮,,這款放大器從前置放大器出來(lái)的線竟然就直接連接在了電腦上,,當(dāng)筆者問(wèn)他們放大器和數(shù)模呢?他們說(shuō),,你看到的就是全部了,,所以的部件都包含在了這個(gè)前置放大器中。美國(guó)雙電極膜片鉗研究了解離子通道的功能以及結(jié)構(gòu)的關(guān)系對(duì)于從分子水平深入探討某些疾病措施等均具有十分重要的理論和實(shí)際意義,。
細(xì)胞是動(dòng)物和人體的基本組成單元,,細(xì)胞與細(xì)胞內(nèi)的通信,是依靠其膜上的離子通道進(jìn)行的,,離子和離子通道是細(xì)胞興奮的基礎(chǔ),亦即產(chǎn)生生物電信號(hào)的基礎(chǔ),,生物電信號(hào)通常用電學(xué)或電子學(xué)方法進(jìn)行測(cè)量,。由此形成了一門細(xì)胞學(xué)科———電生理學(xué)(electrophysiology),即是用電生理的方法來(lái)記錄和分析細(xì)胞產(chǎn)生電的大小和規(guī)律的科學(xué),。早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術(shù)作細(xì)胞內(nèi)電活動(dòng)的記錄?,F(xiàn)代膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*54小時(shí)隨時(shí)人工在線咨詢.
膜片鉗技術(shù)的建立1.拋光及填充好玻璃管微電極,,并將它固定在電極夾持器中,。2.通過(guò)一個(gè)與電極夾持器連接的導(dǎo)管給微電極內(nèi)一個(gè)壓力,一直到電極浸入記錄槽溶液中,。3.當(dāng)電極浸沒(méi)在溶液中時(shí)給電極一個(gè)測(cè)定脈沖(命令電壓,,如5-10ms,10mV)讀出電流,,按照歐姆定律計(jì)算電阻,。4.通過(guò)膜片鉗放大器的控制鍵將微電極前列的連接電位(junctionpotentials)調(diào)至零位,這種電位差是由于電極內(nèi)填充溶液與浸浴液不同離子成分的遷移造成的,。5.用微操縱器將微電極前列在直視下靠近要記錄的細(xì)胞表面,,并觀察電流的變化,直至阻抗達(dá)到1GΩ以上形成"干兆封接"6.調(diào)整靜息膜電位到期望的鉗位電壓的水平,,使放大器從"搜尋"轉(zhuǎn)到"電壓鉗"時(shí)細(xì)胞不至于鉗位到零,。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點(diǎn)的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,專業(yè)團(tuán)隊(duì),7*36小時(shí)隨時(shí)人工在線咨詢.在細(xì)胞膜的電學(xué)模型中,膜電容和膜電導(dǎo)構(gòu)成了一個(gè)并聯(lián)回路,。
對(duì)單細(xì)胞形態(tài)與功能關(guān)系的研究,,將膜片鉗技術(shù)與單細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)欠磻?yīng)技術(shù)結(jié)合,在全細(xì)胞膜片鉗記錄下,,將單細(xì)胞內(nèi)容物或整個(gè)細(xì)胞(包括細(xì)胞膜)吸入電極中,,將細(xì)胞內(nèi)存在的各種mRNA全部快速逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,再經(jīng)常規(guī)PCR擴(kuò)增及待檢的特異mRNA的檢測(cè),,借此可對(duì)形態(tài)相似而電活動(dòng)不同的結(jié)果做出分子水平的解釋或?yàn)閱渭?xì)胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供標(biāo)本,,為同一結(jié)構(gòu)中形態(tài)非常相似但功能不同的事實(shí)提供分子水平的解釋。目前國(guó)際上掌握此技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室較少,,我國(guó)北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所于1994年在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展,。全細(xì)胞膜片鉗記錄是應(yīng)用較早,也是普遍的鉗位技術(shù),。芬蘭膜片鉗技術(shù)
全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著膜片鉗技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)嶄新階段,。日本全自動(dòng)膜片鉗
膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇,兩者的區(qū)別關(guān)鍵在于:①膜電位固定的方法不同,;②電位固定的細(xì)胞膜面積不同,,進(jìn)而所研究的離子通道數(shù)目不同,。電壓鉗技術(shù)主要是通過(guò)保持細(xì)胞跨膜電位不變,并迅速控制其數(shù)值,,以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況,。因此只能用來(lái)研究整個(gè)細(xì)胞膜或一大塊細(xì)胞膜上所有離子通道活動(dòng)。目前電壓鉗主要用于巨大細(xì)胞的全性能電流的研究,,特別在分子克隆的卵母細(xì)胞表達(dá)電流的鑒定中發(fā)揮著其他技術(shù)不能替代的作用,。該技術(shù)的主要缺陷是必須在細(xì)胞內(nèi)插入兩個(gè)電極,,對(duì)細(xì)胞損傷很大,,在小細(xì)胞如元,就難以實(shí)現(xiàn),,又因細(xì)胞形態(tài)復(fù)雜,,很難保持細(xì)胞膜各處生物特性的一致。日本全自動(dòng)膜片鉗