離子通道是一種特殊的膜蛋白,它橫跨整個膜結構,是細胞內部與部外聯系的橋梁和細胞內外物質交換的孔道,當通道開放時。細胞內外的一些無機離子如Na,kCa等帶電離子可經通道順濃度梯度或電位梯度進行跨膜擴散,從而形成這些帶電離子在膜內外的不同分布態勢,這種態勢和在不同狀態下的動態變化是可興奮細胞靜息電位和動作電的基礎。這些無機離子通過離子通道的進圍所產生的電活動是生命活動的基礎,只有在此基礎上才可能有腺體分泌、肌肉收縮、基因表達、新陳代謝等生命活動。離子通道結構和功能障礙決定了許多疾病的發生和發展。因此,了解離子通道的結構、功能以及結構與功能的關系對于從分子水平深入探討某些疾病的病理生理機...
膜片鉗放大器的工作模式;(1)電壓鉗模式∶在鉗制細胞膜電位的基礎上改變膜電位,記錄離子通道電流的變化,記錄的是諸如通道電流;EPSC;IPSC等電流信號。是膜片鉗的基本工作模式.(2)屯流鉗素向細胞內注入刺激電流,記錄膜電位對刺激電流的反應。記錄的是諸如動作電位,EPSP;IPSP等電壓信號。膜片鉗技術實現膜電位固定的關鍵是在玻璃微電極前列邊緣與細胞膜之間形成高阻(10GΩ)密封,使電極前列開口處相接的細胞膜片與周圍環境在電學上隔離,并通過外加命令電壓鉗制膜電位。膜片鉗|膜片鉗實驗外包價格選滔博生物!芬蘭單電極膜片鉗電壓鉗制高阻密封技術還***降低了電流記錄的背景噪聲,從而大幅提高了時間、空間...
全細胞膜片鉗記錄(whole-cellpatch-clamprecording)是應用*早,也是*廣的鉗位技術,它相當于連續的單電極電壓鉗位記錄,也就是說全細胞記錄類似于傳統的細胞內記錄,但它具有更大的優越性,如高分辨率、低噪聲、極好的穩定性以及能控制細胞內的成分等。全細胞記錄技采測定的是一個細胞內全部**通道的電流,記錄過程中電極的溶液取代了原細胞質的成分。雖然膜片鉗記錄技術與*初的單電極電壓鉗位相比進步了很多,尤其在單離子通道鉗位記錄方面,細胞或腦片的組織選擇及實驗溶液的制備仍然是很重要的步驟。膜片鉗技術已成為研究離子通道的"金標準"。德國單電極膜片鉗解決方案1976年德國馬普生物物理化學...
這一設計模式似乎幾十年都沒有改變過,作為一個有著近20年膜片鉗經驗的科研工作者,記得自己進入實驗室次看到的放大器就差不多是這樣,也不覺得還會有什么變化。直到筆者在19年訪問歐洲的一個同樣做電生理的實驗室的時候,發現了這樣一款獨特的放大器,讓筆者眼前一亮,這款放大器從前置放大器出來的線竟然就直接連接在了電腦上,當筆者問他們放大器和數模呢?他們說,你看到的就是全部了,所以的部件都包含在了這個前置放大器中。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*63小時隨時人工在線咨詢.一些學者建立了組織切片膜片鉗技術(Sli...
膜片鉗是一種用于研究生物膜電生理特性的技術,它能夠測量細胞膜通道和受體的電生理活動,以及藥物對它們的影響。膜片鉗技術的基本原理是將細胞膜的電生理活動轉化為微弱電流信號,然后通過放大器和記錄設備進行測量和記錄。在膜片鉗實驗中,細胞膜被固定在鉗制電極上,同時另一個電極用于刺激或記錄電信號。通過這種方式,可以測量細胞膜上各種通道和受體的電生理活動,例如鈉離子通道、鉀離子通道、氯離子通道、鈣離子通道等。膜片鉗技術具有高靈敏度和高分辨率的特點,可以檢測到非常微小的電流變化。此外,它還可以在單細胞水平上研究電生理活動,提供有關通道和受體功能和調節的詳細信息。因此,膜片鉗技術被廣泛應用于神經科學、心血管藥理...
膜片鉗技術是由諾貝爾獎獲得者Neher和Sakmann于1976年發展起來的一種記錄細胞膜離子通道電生理活動的技術。該技術的應用連接了細胞水平和分子水平的生理學研究,已成為現代細胞電生理學研究的常規方法。它廣泛應用于生物學、生理學、病理學、藥理學、神經科學、植物和微生物學,并取得了豐碩的研究成果。膜片鉗技術點燃了細胞和分子水平生理學研究的**之火,并與基因克隆技術并駕齊驅,給生命科學研究帶來了巨大的推動力。鈣成像技術***用于實時監測神經元、心肌和各種細胞內鈣離子的變化,從而檢測神經元和心肌的活動。這些技術是人們觀察神經和各種細胞活動的直接手段,現已發展成為生命科學研究的熱點,也是國家自然科學...
把膜電位鉗位電壓調到-80--100mV,再用鉗位放大器的控制鍵把全細胞瞬態充電電流調定至零位(EPC-10的控制鍵稱為C-slow和C-series;Axopatch200標為全細胞電容和系列電阻)。寫下細胞的電容值Cc和未補整的系列電阻值Rs,用于消除全細胞瞬態電流,計算鉗位的固定時間(即RsCc),然啟根據歐姆定律從測定脈沖電流的振幅算出細胞的電阻RC。緩慢調節Rs旋鈕注意測定脈沖反應的變化,逐漸增加補整的比例。如果RS補整非常接近振蕩的閾值,RS或Cc的微細變化都會達到震蕩的閾值,產生電壓的振蕩而使細胞受損。因此應當在RS補整水平寫不穩定閾值之間留有10%-20%的余地為安...
把膜電位鉗位電壓調到-80--100mV,再用鉗位放大器的控制鍵把全細胞瞬態充電電流調定至零位(EPC-10的控制鍵稱為C-slow和C-series;Axopatch200標為全細胞電容和系列電阻)。寫下細胞的電容值Cc和未補整的系列電阻值Rs,用于消除全細胞瞬態電流,計算鉗位的固定時間(即RsCc),然啟根據歐姆定律從測定脈沖電流的振幅算出細胞的電阻RC。緩慢調節Rs旋鈕注意測定脈沖反應的變化,逐漸增加補整的比例。如果RS補整非常接近振蕩的閾值,RS或Cc的微細變化都會達到震蕩的閾值,產生電壓的振蕩而使細胞受損。因此應當在RS補整水平寫不穩定閾值之間留有10%-20%的余地為安全。準備資料...
膜片鉗技術原理:膜片鉗技術是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來(見右圖),由于電極前列與細胞膜的高阻封接,在電極前列籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學上隔離,因此,此片膜內開放所產生的電流流進玻璃吸管,用一個極為敏感的電流監視器(膜片鉗放大器)測量此電流強度,就單一離子通道電流膜片鉗技術的建立,對生物學科學特別是神經科學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反映細胞膜單一的(或多個的離子通道分子活動的技術。膜片鉗技術實現了小片膜的孤立和高阻封接的形成,增寬了記錄頻帶范圍,提高了分辨率。美國腦片膜片鉗系統高阻封接問...
膜片鉗的基本原理則是利用負反饋電子線路,將微電極前列所吸附的一個至幾個平方微米的細胞膜的電位固定在一定水平上,對通過通道的微小離子電流作動態或靜態觀察,從而研究其功能。膜片鉗技術實現膜電流固定的關鍵步驟是在玻璃微電極前列邊緣與細胞膜之間形成高阻密封,其阻抗數值可達10~100GΩ(此密封電阻是指微電極內與細胞外液之間的電阻)。由于此阻值如此之高,故基本上可看成絕緣,其上之電流可看成零,形成高阻密封的力主要有氫健、范德華力、鹽鍵等。此密封不僅電學上近乎絕緣,在機械上也是較牢固的。又由于玻璃微電極前列管徑很小,其下膜面積只約1μm2,在這么小的面積上離子通道數量很少,一般只有一個或幾個通道,經這一...
實驗溶液浸溶細胞溶液和微電極玻璃管內的填充液成分對全細胞膜片鉗記錄也是很重要的內容,這關系到封接的容易程度、細胞存活狀態及膜電位的狀態等。在實驗記錄過程中,尤其是神經生物學實驗,需要迅速更換細胞浸溶液濃度以免受體敏感性降低(desensitization)或需要模擬快速突觸反應的壽命。原則上細胞的浸溶液成分或玻璃管內填充液成分應該與細胞外或細胞內間質的成分相似,實際研究中,為了探討某些通道或電位特性,對這些實驗溶液的成分或濃度會作必要調整,沒有哪種溶液是理想的。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*46...
高阻封接技術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間、空間及電流分辨率,如時間分辨率可達10μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達10-12A。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來自于膜片鉗放大器本身外,較主要還是信號源的熱噪聲。信號源如同一個簡單的電阻,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,t為溫度,△f為測量帶寬,R為電阻值。可見,要得到低噪聲的電流記錄,信號源的內阻必需非常高。如在1kHz帶寬,10%精度的條件下,記錄1pA的電流,信號源內阻應為2GΩ以上。電壓鉗技術只能測量內阻通常達100kΩ~50MΩ的大細胞的電流,從而不能用常...
電壓鉗技術,是20世紀初由Cole發明,Hodgkin和Huxley完善,其設計的主要目的是為了證明動作電位的產生機制,即動作電位的峰電位是由于膜對鈉的通透性發生了一過性的增大過程。但當時沒有直接測定膜通透性的方法,于是就用膜對某種離子的電導來**該種離子的通透性,膜電導測定的依據是電學中的歐姆定律,如膜的Na電導GNa與電化學驅動力(Em-ENa)和膜電流INa的關系GNa=INa/(Em-ENa).因此可通過測量膜電流,再利用歐姆定律來計算膜電導,但是,利用膜電流來計算膜電導時,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**膜電導的變化。這一條件是利用電壓鉗技術實現的。下張...
在膜片鉗技術的發展過程中主要形成了五種記錄模式,即細胞貼附模式(cell-attachedmode或loose-seal-cellattached mode)、膜內面向外模式(inside-out mode)、膜外面向外模式(outside-out mode)、常規全細胞模式(conventional whole-cell mode)和穿孔膜片模式(perforated patch mode)。a.亞細胞水平:細胞貼附模式,可記錄通過電極下膜片中通道蛋白的離子電流(紅色虛線箭頭)。在全細胞膜片鉗中,膜片破裂,因此可以記錄全細胞的宏觀電流,它表示整個細胞的總和電流(藍色虛線箭頭)。b.細胞水平:...
1976年德國馬普生物物理化學研究所Neher和Sakmann在青蛙肌細胞上用雙電極鉗制膜電位的同時,記錄到ACh啟動的單通道離子電流,從而產生了膜片鉗技術。1980年Sigworth等在記錄電極內施加5-50cmH2O的負壓吸引,得到10-100GΩ的高阻封接(Giga-seal),明顯降低了記錄時的噪聲實現了單根電極既鉗制膜片電位又記錄單通道電流的突破。1981年Hamill和Neher等對該技術進行了改進,引進了膜片游離技術和全細胞記錄技術,從而使該技術更趨完善,具有1pA的電流靈敏度、1μm的空間分辨率和10μs的時間分辨率。1983年10月,《Single-ChannelRecord...
全細胞膜片鉗記錄(whole-cellpatch-clamprecording)是應用*早,也是*廣的鉗位技術,它相當于連續的單電極電壓鉗位記錄,也就是說全細胞記錄類似于傳統的細胞內記錄,但它具有更大的優越性,如高分辨率、低噪聲、極好的穩定性以及能控制細胞內的成分等。全細胞記錄技采測定的是一個細胞內全部**通道的電流,記錄過程中電極的溶液取代了原細胞質的成分。雖然膜片鉗記錄技術與*初的單電極電壓鉗位相比進步了很多,尤其在單離子通道鉗位記錄方面,細胞或腦片的組織選擇及實驗溶液的制備仍然是很重要的步驟。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...
這一設計模式似乎幾十年都沒有改變過,作為一個有著近20年膜片鉗經驗的科研工作者,記得自己進入實驗室次看到的放大器就差不多是這樣,也不覺得還會有什么變化。直到筆者在19年訪問歐洲的一個同樣做電生理的實驗室的時候,發現了這樣一款獨特的放大器,讓筆者眼前一亮,這款放大器從前置放大器出來的線竟然就直接連接在了電腦上,當筆者問他們放大器和數模呢?他們說,你看到的就是全部了,所以的部件都包含在了這個前置放大器中。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*63小時隨時人工在線咨詢.全自動膜片鉗技術采用的標本必須是懸浮細胞...
膜片鉗放大器的工作模式;(1)電壓鉗制模式:在鉗制細胞膜電位的基礎上改變膜電位,記錄離子通道電流的變化,如通道電流;EPSC;IPSC等電流信號它是膜片鉗的基本工作模式。(2)屯留鉗向細胞注入刺激電流,記錄膜電位對刺激電流的響應。記錄的是動作電位,EPSP;IPSP等電壓信號膜片鉗技術實現膜電位固定的關鍵是在玻璃微電極前沿與細胞膜之間形成高阻(10GΩ)密封,使與電極前開口相連的細胞膜與周圍環境電隔離,通過施加指令電壓來鉗制膜電位。現代膜片鉗技術是在電壓鉗技術的基礎上發展起來的。進口高通量全自動膜片鉗高阻抗封接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,...
在心血管藥理研究中的應用,隨著膜片鉗技術在心血管方面的廣泛應用,對血管疾病和藥物作用的認識不僅得到了不斷更新,而且在其病因學與藥理學方面還形成了許多新的觀點。正如諾貝爾基金會在頒獎時所說:“Neher和Sadmann的貢獻有利于了解不同疾病機理,為研制新的更為的藥物開辟了道路”。目前在離子通道高通量篩選中主要是進行樣品量大、篩選速度占優勢、信息量要求不太高的初級篩選。近幾年,分別形成了以膜片鉗和熒光探針為基礎的兩大主流技術市場。將電生理研究信息量大、靈敏度高等特點與自動化、微量化技術相結合,產生了自動化膜片鉗等一些新技術。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...
全細胞膜片鉗記錄(Whole-cellpatch-clamprecording)是一種早期且使用頻繁的鉗夾技術,相當于連續單電極電壓鉗夾記錄,也就是說,全細胞記錄類似于傳統的細胞內記錄,但具有更大的優勢,如分辨率高、噪聲低、穩定性好、細胞內成分可控等。全細胞記錄技術測量一個細胞內所有通道的電流,記錄過程中電極的溶液代替原生質的成分。雖然膜片鉗記錄技術相對于原來的單電極電壓鉗有了很大的進步,尤其是在單離子通道鉗記錄中,細胞或腦片的組織選擇和實驗溶液的制備仍然是非常重要的步驟。由于電極前列與細胞膜的高阻封接,在電極前列籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學上隔離。芬蘭全自動膜片鉗離子電流細胞是動...
細胞是動物和人體的基本單元,細胞與細胞內的通信是依靠其膜上的離子通道進行的,離子和離子通道是細胞興奮的基礎,亦即產生生物電信號的基礎,生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科--電生理學。膜片鉗技術已成為研究離子通道的黃金標準。電壓門控性離子通道:膜上通道蛋白的帶點集團在膜電位改變時,在電場的作用下,重新分布導致通道的關閉,同時有電荷移動,稱為門控電流。配體門控離子通道:神經遞質(如乙酰膽堿)、ji素等與通道蛋白上的特定位點結合,引起蛋白構像的改變,導致通道的打開。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...
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。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的...
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。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...
1976年德國馬普生物物理化學研究所Neher和Sakmann在青蛙肌細胞上用雙電極鉗制膜電位的同時,記錄到ACh啟動的單通道離子電流,從而產生了膜片鉗技術。1980年Sigworth等在記錄電極內施加5-50cmH2O的負壓吸引,得到10-100GΩ的高阻封接(Giga-seal),明顯降低了記錄時的噪聲實現了單根電極既鉗制膜片電位又記錄單通道電流的突破。1981年Hamill和Neher等對該技術進行了改進,引進了膜片游離技術和全細胞記錄技術,從而使該技術更趨完善,具有1pA的電流靈敏度、1μm的空間分辨率和10μs的時間分辨率。1983年10月,《Single-ChannelRecord...
膜片鉗的應用范圍:1.單離子通道(如鈉、鉀)的功能研究;2.心肌細胞離子通道研究(尤其與藥物作用相關的);3.常規與病理的離子通道作用機制研究;4.單細胞的形態與功能關系的研究;5.心血管藥理學的研究;6.腦片膜片鉗(證實了腦組織在體外也能存活并保持很好的活性狀態,能使對腦細胞的研究更接近生理狀態下的情況,可檢驗不同腦區間的神經通路與功能鏈接);7.神經環路的研究(光遺傳或化學遺傳病毒載體表達的驗證);8.神經突觸可塑性的研究。通過膜片鉗放大器的控制鍵將微電極的連接電位(junction potentials)調至零位。芬蘭單電極膜片鉗多少錢電壓鉗的原理∶用兩根前列直徑0.5um的電極插入細胞...
1937年,Hodgkin和Huxley在烏賊巨大神經軸突細胞內實現細胞內電記錄,獲1963年Nobel獎1946年,凌寧和Gerard創造拉制出前列直徑小于1μm的玻璃微電極,并記錄了骨骼肌的電活動。玻璃微電極的應用使的電生理研究進行了重命性的變化。Voltageclamp(電壓鉗技術)由Cole和Marmont發明,并很快由Hodgkin和Huxley完善,真正開始了定量研究,建立了H一H模型(膜離子學說),是近代興奮學說的基石。1948年,Katz利用細胞內微電極技術記錄到了終板電位;1969年,又證實N—M接觸后的Ach以"量子式"釋放,獲1976年Nobel獎。1976年,德國的Ne...
膜片鉗技術與其它技術相結合Neher等**將膜片鉗技術與Fura2熒光測鈣技術結合,同時進行如細胞內熒光強度、細胞膜離子通道電流及細胞膜電容等多指標變化的快速交替測定,這樣便可得出同一事件過程中,多種因素各自的變化情況,進而可分析這些變化間的相互關系。Neher將可光解出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率的關系及比較大分泌率等指標。他又創膜片鉗的膜電容檢測與碳纖電極電化學檢測聯合運用的技術。之后又將光電聯合檢測技術與碳纖電極電化學檢測技術首先結合起來。這種結合既能研究分泌機制,又能鑒別分泌物質,還能互相彌補各單種方法的不足。Eberwine等于1991年首先將膜...
全細胞記錄構型(whole-cellrecording) 高阻封接形成后,繼續以負壓抽吸使電極管內細胞膜破裂,電極胞內液直接相通,而與浴槽液絕緣,這種形式稱為“全細胞”記錄。它既可記錄膜電位又可記錄膜電流。其中膜電位可在電流鉗情況下記錄,或將玻管連到標準高阻微電極放大器上記錄。在電壓鉗條件下記錄到的大細胞全細胞電流可達nA級,全細胞鉗的串聯電阻(玻管和細胞內部之間的電阻)應當補償。任何流經膜的電流均流經這一電阻,所引起的電壓降將使玻管電壓不同于細胞內的真正電位。電流愈大,愈需對串聯電阻進行補償。全細胞鉗應注意細胞必需合理的小到其電流能被放大器測到的范圍(25~50nA)。減少串聯電阻...
現在這塊全新的芯片被放置在了跟前置放大器大小類似的小盒子中,便成就了這款全球較小的膜片鉗放大器ePatch。體積大幅縮減只是一個表面,由于細胞電信號在被電極記錄到后,直接進入了芯片,以較短的路徑直接從模擬信號轉變成了數字信號,在很大程度上減少了環境及電路噪音對信號的影響,所以這款放大器便可以輕易獲取非常高質量且穩定的電生理信號。ePatch體積只為42*18*78mm,重量200g,整套設備的大小只相當于傳統膜片鉗設備的前置放大器,可以輕松地放入衣服口袋。用USB接口連接電腦后即可使用,無需額外電源,連接和使用都極為簡便。沒有了占地方的放大器,數模轉換器以及相互連接的眾多電線,電源線等等,我們...
細胞是動物和人體的基本組成單元,細胞與細胞內的通信,是依靠其膜上的離子通道進行的,離子和離子通道是細胞興奮的基礎,亦即產生生物電信號的基礎,生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科———電生理學(electrophysiology),即是用電生理的方法來記錄和分析細胞產生電的大小和規律的科學。早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術作細胞內電活動的記錄。現代膜片鉗技術是在電壓鉗技術的基礎上發展起來的。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*54小時隨時人工在線咨詢.用膜片鉗,輕松掌握細胞膜...