膜片鉗的應(yīng)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(guān)的);3.常規(guī)與病理的離子通道作用機制研究;4.單細胞的形態(tài)與功能關(guān)系的研究;5.心血管藥理學(xué)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(tài),能使對腦細胞的研究更接近生理狀態(tài)下的情況,可檢驗不同腦區(qū)間的神經(jīng)通路與功能鏈接);7.神經(jīng)環(huán)路的研究(光遺傳或化學(xué)遺傳病毒載體表達的驗證);8.神經(jīng)突觸可塑性的研究。膜片鉗技術(shù)實現(xiàn)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。膜片鉗腦片
早在膜片鉗誕生之前,20世紀50~60年代,Hodgkin與Hexley便發(fā)現(xiàn)并使用了電壓鉗技術(shù),他們通過雙電極電壓鉗在烏賊軸突上發(fā)現(xiàn)了動作電位的離子機制,并因此獲得了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。這也為后來膜片鉗的誕生奠定了基礎(chǔ)。于1976年,德國馬克斯普朗克生物物理化學(xué)研究所的Neher和Sakmann第1次于青蛙的肌細胞上,用玻璃電極吸下了一小片細胞膜,記錄導(dǎo)了皮安級的單通道離子電流,從而產(chǎn)生了膜片鉗技術(shù)。1980年,耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院Sigworth等人在記錄電極內(nèi)增加了負壓吸引,實現(xiàn)了10-100GΩ的高阻抗封接,使得單電極可以同時實現(xiàn)鉗制電位和記錄單通道電流。1991年,Neher與Sakmann因為對膜片鉗技術(shù)的突出貢獻獲得了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。膜片鉗技術(shù),在人類對生理學(xué)的探究中,無異于一條道路,通往了名為細胞電生理的國度。膜片鉗技術(shù)也許某一天會被更便捷或更精確的技術(shù)取代,但其至今仍然是離子通道相關(guān)研究中使用蕞廣的技術(shù)。美國可升級膜片鉗產(chǎn)品介紹滔博生物膜片鉗實驗外包,基因?qū)嵙?蛋白細胞,免疫檢測,相關(guān)行業(yè)平臺,實地考察,數(shù)據(jù)可靠。
1980年,Sigworth、Hamill、Neher等在記錄電極內(nèi)施加負壓吸引,得到了10~100GΩ的高阻封接(gigaseal),降低記錄噪聲,實現(xiàn)了單根電極既鉗制膜電位又記錄單通道電流。獲1991年Nobel獎。1955年,Hodgkin和Keens應(yīng)用電壓鉗(Voltageclap)在研究神經(jīng)軸突膜對鉀離子通透性時發(fā)現(xiàn)放射性鉀跨軸突膜的運動很像是通過許多狹窄空洞的運動,并提出了"通道"的概念。1963年,描述電壓門控動力學(xué)的Hodgkin-Hx上模型(簡稱H-H模型)榮獲譜貝爾醫(yī)學(xué)/生理學(xué)獎。1976年,Neher和Sakmann建立膜片鉗(Patchclamp)按術(shù)。1983年10月,《Single-ChannelRecording》一書問世,奠定了膜片鉗技術(shù)的里程碑。1991年,Neher和Sakmann的膜片鋪技術(shù)榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)/生理學(xué)獎。
膜片鉗技術(shù)是一種用于研究生物細胞膜離子通道的實驗方法。它通過在細胞膜上形成小孔,從而對細胞膜的離子通道進行精確的電生理記錄和描述。在膜片鉗實驗中,研究人員通常會先將細胞膜上的脂質(zhì)雙層通過特殊設(shè)備進行穿刺,形成一個小孔。然后,他們將一個玻璃微電極插入這個小孔中,以接觸并測量細胞膜內(nèi)部的電位變化。這個玻璃微電極的端非常細,不會對細胞膜產(chǎn)生太大的干擾。通過膜片鉗技術(shù),科學(xué)家可以精確地測量離子通道的活動,從而了解離子通道在細胞生理學(xué)中的作用。例如,他們可以測量離子通道在不同刺激下如何開啟或關(guān)閉,以及這些變化如何影響細胞的電活動和化學(xué)信號傳遞。此外,膜片鉗技術(shù)還可以用于研究和鑒定新的藥物靶點。通過觀察藥物對離子通道活動的影響,科學(xué)家可以評估新藥對特定疾病的zhi療潛力。總的來說,膜片鉗技術(shù)是一種非常有用的實驗方法,它為我們提供了深入研究細胞膜離子通道以及藥物作用機制的工具。不同的全自動膜片鉗技術(shù)所采用的原理也不完全相同。
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(chǔ)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(yīng)。記錄的是動作電位,EPSP;IPSP等電壓信號膜片鉗技術(shù)實現(xiàn)膜電位固定的關(guān)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(huán)境電隔離,通過施加指令電壓來鉗制膜電位。玻璃微電極的應(yīng)用使的電生理研究進行了重命性的變化。膜片鉗技術(shù)
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膜片鉗技術(shù)是當(dāng)前研究細胞膜電流及離子通道的蕞重要的技術(shù)。從技術(shù)層面來解釋的話,膜片鉗技術(shù)(patchclamp)是指利用鉗制電壓或者電流的方法(通常為鉗制電壓)來記錄細胞膜離子通道電活動的微電極技術(shù)。膜片鉗技術(shù)的原理為:使用一個一頭尖一頭粗的錐狀玻璃管,管中設(shè)有微電極,管的前列直徑約1.5~3.0μm,通過負壓吸引使前列口與細胞膜形成千兆歐姆級的阻抗封接,前列口內(nèi)的細胞膜區(qū)域與周圍其他區(qū)域形成了電學(xué)分隔,然后人工鉗制此片區(qū)域細胞膜的電位,即可達到對膜片上離子通道電流的監(jiān)測與記錄。膜片鉗腦片