80年代初發(fā)展起來(lái)的膜片鉗技術(shù)(patchclamptechnique)為了解生物膜離子單通道的門控動(dòng)力學(xué)特征及通透性,、選擇性膜信息提供了直接的手段,。該技術(shù)的興起與應(yīng)用,使人們不僅對(duì)生物體的電現(xiàn)象和其他生命現(xiàn)象更進(jìn)一步的了解,,而且對(duì)于疾病和藥物作用的認(rèn)識(shí)也不斷的更新,,同時(shí)還形成了許多病因?qū)W與藥理學(xué)方面的新觀點(diǎn)。膜片鉗技術(shù)是一種以記錄通過離子通道的離子電流來(lái)反映細(xì)胞膜單一的或多個(gè)的離子通道分子活動(dòng)的技術(shù),。它和基因克隆技術(shù)(genecloning)并架齊驅(qū),,給生命科學(xué)研究帶來(lái)了巨大的前進(jìn)動(dòng)力。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來(lái)反映細(xì)胞膜單一的或多個(gè)的離子通道分子活動(dòng)的技術(shù),。全自動(dòng)膜片鉗哪家好
膜片鉗技術(shù)與其它技術(shù)相結(jié)合Neher等**將膜片鉗技術(shù)與Fura2熒光測(cè)鈣技術(shù)結(jié)合,,同時(shí)進(jìn)行如細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度、細(xì)胞膜離子通道電流及細(xì)胞膜電容等多指標(biāo)變化的快速交替測(cè)定,,這樣便可得出同一事件過程中,,多種因素各自的變化情況,進(jìn)而可分析這些變化間的相互關(guān)系,。Neher將可光解出鈣離子的鈣螯合物引入膜片鉗技術(shù),,進(jìn)而可以定量研究鈣離子濃度與分泌率的關(guān)系及比較大分泌率等指標(biāo),。他又創(chuàng)膜片鉗的膜電容檢測(cè)與碳纖電極電化學(xué)檢測(cè)聯(lián)合運(yùn)用的技術(shù)。之后又將光電聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)與碳纖電極電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)首先結(jié)合起來(lái),。這種結(jié)合既能研究分泌機(jī)制,,又能鑒別分泌物質(zhì),還能互相彌補(bǔ)各單種方法的不足,。Eberwine等于1991年首先將膜片鉗技術(shù)與RT-PCR技術(shù)結(jié)合起來(lái)運(yùn)用,,可對(duì)形態(tài)相似而電活動(dòng)不同的結(jié)果作出分子水平的解釋,從此開始了膜片鉗與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的時(shí)代∶基因重組技術(shù),,膜通道蛋白重建技術(shù),。進(jìn)口雙電極膜片鉗價(jià)格玻璃微電極的應(yīng)用使的電生理研究進(jìn)行了重命性的變化。
離子通道的近代觀念源于Hodgkin,、Huxley,、Katz等人在20世紀(jì)30—50年代的開創(chuàng)性研究。在1902年,,Bernstein創(chuàng)造性地將Nernst的理論應(yīng)用到生物膜上,,提出了“膜學(xué)說”。他認(rèn)為在靜息狀態(tài)下,,細(xì)胞膜只對(duì)鉀離子具有通透性,;而當(dāng)細(xì)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(jìn)行的高頻交變電流測(cè)量實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)動(dòng)作電位被觸發(fā)時(shí),,雖然細(xì)胞的膜電導(dǎo)大為增加,,但膜電容卻只略有下降,這個(gè)事實(shí)表明膜學(xué)說所宣稱的膜破裂的觀點(diǎn)是不可靠的,。1949年Cole在玻璃微電極技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)明了電壓鉗位(voltageclamptechnique)技術(shù)
膜片鉗技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合Neher等**將膜片鉗技術(shù)與Fura2熒光鈣測(cè)量技術(shù)相結(jié)合,,同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度、細(xì)胞膜離子通道電流,、細(xì)胞膜電容等多項(xiàng)指標(biāo)變化的快速交替測(cè)量,,從而獲得同一事件過程中各因素的各自變化,進(jìn)而分析這些變化之間的關(guān)系,。Neher將能夠光解鈣離子的鈣螯合物引入膜片鉗技術(shù),,進(jìn)而可以定量研究鈣離子濃度與分泌速率的關(guān)系以及相對(duì)較大的分泌速率。他還發(fā)明了膜片鉗的膜電容檢測(cè)與碳纖維電極的電化學(xué)檢測(cè)相結(jié)合的技術(shù),。然后***將光電聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)和碳纖維電極電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,。這種結(jié)合既能研究分泌機(jī)制,又能鑒定分泌物質(zhì),,彌補(bǔ)了各單一方法的不足,。Eberwine于1991年***將膜片鉗技術(shù)與RT-PCR技術(shù)相結(jié)合,可以在分子水平上解釋形態(tài)相似但電活動(dòng)不同的結(jié)果,,隨后開始了膜片鉗與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的時(shí)代:基因重組技術(shù)和膜通道蛋白重建技術(shù),。膜片鉗技術(shù)原理膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極接觸細(xì)胞,形成吉?dú)W姆(GΩ)阻抗,。
膜片鉗技術(shù)原理:膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極吸管把只含1-3個(gè)離子通道,、面積為幾個(gè)平方微米的細(xì)胞膜通過負(fù)壓吸引封接起來(lái)(見右圖),由于電極前列與細(xì)胞膜的高阻封接,,在電極前列籠罩下的那片膜事實(shí)上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離,,因此,此片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進(jìn)玻璃吸管,,用一個(gè)極為敏感的電流監(jiān)視器(膜片鉗放大器)測(cè)量此電流強(qiáng)度,,就單一離子通道電流膜片鉗技術(shù)的建立,對(duì)生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革,。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來(lái)反映細(xì)胞膜單一的(或多個(gè)的離子通道分子活動(dòng)的技術(shù),。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、腺體的分泌,、肌肉的運(yùn)動(dòng),、學(xué)習(xí)和記憶。芬蘭單電極膜片鉗系統(tǒng)
膜片鉗的膜電容檢測(cè)與碳纖電極電化學(xué)檢測(cè)聯(lián)合運(yùn)用的技術(shù),。全自動(dòng)膜片鉗哪家好
電壓鉗技術(shù),,是20世紀(jì)初由Cole發(fā)明,Hodgkin和Huxley完善,,其設(shè)計(jì)的主要目的是為了證明動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制,,即動(dòng)作電位的峰電位是由于膜對(duì)鈉的通透性發(fā)生了一過性的增大過程。但當(dāng)時(shí)沒有直接測(cè)定膜通透性的方法,,于是就用膜對(duì)某種離子的電導(dǎo)來(lái)**該種離子的通透性,,膜電導(dǎo)測(cè)定的依據(jù)是電學(xué)中的歐姆定律,如膜的Na電導(dǎo)GNa與電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力(Em-ENa)和膜電流INa的關(guān)系GNa=INa/(Em-ENa).因此可通過測(cè)量膜電流,,再利用歐姆定律來(lái)計(jì)算膜電導(dǎo),,但是,利用膜電流來(lái)計(jì)算膜電導(dǎo)時(shí),,記錄膜電流期間的膜電位必須保持不變,,否則膜電流的變化就不能**膜電導(dǎo)的變化。這一條件是利用電壓鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,。下張幻燈中的右邊兩張圖是Hodgkin和Huxley在半個(gè)世紀(jì)以前利用電壓鉗記錄的搶烏賊的動(dòng)作電位和動(dòng)作電位過程中的膜電流的變化圖,,他們的實(shí)驗(yàn)***證明參與動(dòng)作電位的離子流由Na,k,,漏(Cl)三種成分組成,。并對(duì)這些離子流進(jìn)行了定量分析,。這一技術(shù)對(duì)闡明動(dòng)作電位的本質(zhì)和離子通道的的研究做出了極大的貢獻(xiàn)。全自動(dòng)膜片鉗哪家好