膜片鉗技術∶從一小片(約幾平方微米)膜獲取電子學方面信息的技術,即保持跨膜電壓恒定——電壓鉗位,從而測量通過膜離子電流大小的技術。通過研究離子通道的離子流,從而了解離子運輸、信號傳遞等信息。基本原理: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(tài)或靜態(tài)觀察,從而研究其功能。研究離子通道的一種電生理技術,是施加負壓將玻璃微電極的前列(開口直徑約1μm)與細胞膜緊密接觸,形成高阻抗封接,可以精確記錄離子通道微小電流。能制備成細胞貼附、內面朝外和外面朝內三種單通道記錄方式,以及另一種記錄多通道的全細胞方式。膜片鉗技術實現了小片膜的孤立和高阻封接的形成,由于高阻封接使背景噪聲水平**降低,相對地增寬了記錄頻帶范圍,提高了分辨率。另外,它還具有良好的機械穩(wěn)定性和化學絕緣性。而小片膜的孤立使對單個離子通道進行研究成為可能。膜片鉗通常由兩個平行的、彎曲的鉗臂組成,鉗臂的末端有一對夾持墊,可以夾住薄片材料。芬蘭全細胞膜片鉗單細胞
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??梢?,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,從而不能用常規(guī)的技術和制備達到所要求的分辨率。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(yè)團隊,7*66小時隨時人工在線咨詢.日本多通道膜片鉗產品介紹對離子通道功能的研究,主要采用記錄離子通道電流來間接反映離子通道功能。
膜片鉗技術(patch clamp techniques)是采用鉗制電壓或電流的方法對生物膜上離子通道的電活動進行記錄的微電極技術。1989年,Blanton將腦片電生理記錄與細胞的膜片鉗記錄結合起來,建立了腦片膜片鉗記錄技術(patch clamp on invitro brains lices),這為在細胞水平研究反射中樞系統(tǒng)離子通道或受體在神經環(huán)路中的生理和藥理學作用及其機制提供了可能性。離體的腦組織能夠在一定的溫度、酸度和滲透壓、通氧狀態(tài)等條件下存活并保持良好的生理狀態(tài)。與急性分離的或培養(yǎng)的神經元相比,離體腦片中的神經元更接近生理狀態(tài):基本保持了在體情況下的細胞形態(tài),神經細胞之間及神經細胞與非神經細胞之間的很多固有聯系,以及較為正常完整的突觸回路、受體分布、遞質釋放及其信息傳遞等功能。
膜片鉗技術是神經科學領域非常重要的一項技術,1976年由國馬普生物物理研究所Neher和Sakmann發(fā)明,從而在活細胞上記錄到單個離子通道的電流。近半個世紀來,膜片鉗技術已經成為神經科學領域較常用也是較實用的技術之一,具有極大的精確性和靈活性,能夠揭示離子通道,單細胞突觸反應,及神經環(huán)路連接等多層次的電生理特性。做過膜片鉗的人都知道,膜片鉗的信號采集設備一般由前置放大器,放大器,模數/數模轉換器等構成,神經元電信號先通過前置放大器(headstage)初步放大,后傳輸入放大器進一步放大,再傳入模數轉換器轉化為數字信號,后被計算機采集。下圖顯示的是我們較常使用的AXON和HEKA膜片鉗的一個信號傳輸路徑。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(yè)團隊,7*64小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗技術,助您洞悉生命科學的微觀世界!
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。滔博生物膜片鉗研究系統(tǒng)-細胞放電,組織切片放電,動物放電!美國多通道膜片鉗價格
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膜片鉗技術的建立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.通過一個與電極夾持器連接的導管給微電極內一個壓力,一直到電極浸入記錄槽溶液中。3.當電極浸沒在溶液中時給電極一個測定脈沖(命令電壓,如5-10ms,10mV)讀出電流,按照歐姆定律計算電阻。4.通過膜片鉗放大器的控制鍵將微電極前列的連接電位(junctionpotentials)調至零位,這種電位差是由于電極內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胞表面,并觀察電流的變化,直至阻抗達到1GΩ以上形成"干兆封接"6.調整靜息膜電位到期望的鉗位電壓的水平,使放大器從"搜尋"轉到"電壓鉗"時細胞不至于鉗位到零。芬蘭全細胞膜片鉗單細胞