1976年德国马普生物物理化学研究所Neher和Sakmann在青蛙肌细胞上用双电极钳制膜电位的同时,记录到ACh启动的单通道离子电流,从而产生了膜片钳技术。1980年Sigworth等在记录电极内施加5-50cmH2O的负压吸引,得到10-100GΩ的高阻封接(Giga-seal),明显降低了记录时的噪声实现了单根电极既钳制膜片电位又记录单通道电流的突破。1981年Hamill和Neher等对该技术进行了改进,引进了膜片游离技术和全细胞记录技术,从而使该技术更趋完善,具有1pA的电流灵敏度、1μm的空间分辨率和10μs的时间分辨率。1983年10月,《Single-ChannelRecording》一书问世,奠定了膜片钳技术的里程碑。Sakmann和Neher也因其杰出的工作和突出贡献,荣获1991年诺贝尔医学和生理学奖。神经递质的释放、腺体的分泌、肌肉的运动、学习和记忆。日本细胞膜片钳
把膜电位钳位电压调到-80--100mV,再用钳位放大器的控制键把全细胞瞬态充电电流调定至零位(EPC-10的控制键称为C-slow和C-series;Axopatch200标为全细胞电容和系列电阻)。写下细胞的电容值Cc和未补整的系列电阻值Rs,用于消除全细胞瞬态电流,计算钳位的固定时间(即RsCc),然启根据欧姆定律从测定脉冲电流的振幅算出细胞的电阻RC。缓慢调节Rs旋钮注意测定脉冲反应的变化,逐渐增加补整的比例。如果RS补整非常接近振荡的阈值,RS或Cc的微细变化都会达到震荡的阈值,产生电压的振荡而使细胞受损。因此应当在RS补整水平写不稳定阈值之间留有10%-20%的余地为安全。准备资料收集和脉冲序列的测定。 单电极膜片钳单细胞膜片钳,为您的科研之路增添一双慧眼!
膜片钳技术与其他技术的结合Neher等**将膜片钳技术与Fura2荧光钙测量技术相结合,同时进行细胞内荧光强度、细胞膜离子通道电流、细胞膜电容等多项指标变化的快速交替测量,从而获得同一事件过程中各因素的各自变化,进而分析这些变化之间的关系。Neher将能够光解钙离子的钙螯合物引入膜片钳技术,进而可以定量研究钙离子浓度与分泌速率的关系以及相对较大的分泌速率。他还发明了膜片钳的膜电容检测与碳纤维电极的电化学检测相结合的技术。然后***将光电联合检测技术和碳纤维电极电化学检测技术相结合。这种结合既能研究分泌机制,又能鉴定分泌物质,弥补了各单一方法的不足。Eberwine于1991年***将膜片钳技术与RT-PCR技术相结合,可以在分子水平上解释形态相似但电活动不同的结果,随后开始了膜片钳与分子生物学技术相结合的时代:基因重组技术和膜通道蛋白重建技术。
膜片钳技术的建立1.抛光及填充好玻璃管微电极,并将它固定在电极夹持器中。2.通过一个与电极夹持器连接的导管给微电极内一个压力,一直到电极浸入记录槽溶液中。3.当电极浸没在溶液中时给电极一个测定脉冲(命令电压,如5-10ms,10mV)读出电流,按照欧姆定律计算电阻。4.通过膜片钳放大器的控制键将微电极前列的连接电位(junctionpotentials)调至零位,这种电位差是由于电极内填充溶液与浸浴液不同离子成分的迁移造成的。5.用微操纵器将微电极前列在直视下靠近要记录的细胞表面,并观察电流的变化,直至阻抗达到1GΩ以上形成"干兆封接"6.调整静息膜电位到期望的钳位电压的水平,使放大器从"搜寻"转到"电压钳"时细胞不至于钳位到零。滔博生物TOP-Bright专注基于多种离子通道靶点的化合物体外筛选,服务于全球药企的膜片钳公司,快速获得实验结果,专业团队,7*36小时随时人工在线咨询.屯流钳素向细胞内注入刺激电流,记录膜电位对刺激电流的反应。
膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴,两者的区别关键在于:①膜电位固定的方法不同;②电位固定的细胞膜面积不同,进而所研究的离子通道数目不同。电压钳技术主要是通过保持细胞跨膜电位不变,并迅速控制其数值,以观察在不同膜电位条件下膜电流情况。因此只能用来研究整个细胞膜或一大块细胞膜上所有离子通道活动。目前电压钳主要用于巨大细胞的全性能电流的研究,特别在分子克隆的卵母细胞表达电流的鉴定中发挥着其他技术不能替代的作用。该技术的主要缺陷是必须在细胞内插入两个电极,对细胞损伤很大,在小细胞如元,就难以实现,又因细胞形态复杂,很难保持细胞膜各处生物特性的一致。细胞膜由脂类双分子层和和蛋白质构成。高通量全自动膜片钳高阻抗封接
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细胞是动物和人体的基本组成单元,细胞与细胞内的通信,是依靠其膜上的离子通道进行的,离子和离子通道是细胞兴奋的基础,亦即产生生物电信号的基础,生物电信号通常用电学或电子学方法进行测量。由此形成了一门细胞学科———电生理学(electrophysiology),即是用电生理的方法来记录和分析细胞产生电的大小和规律的科学。早期的研究多使用双电极电压钳技术作细胞内电活动的记录。现代膜片钳技术是在电压钳技术的基础上发展起来的。日本细胞膜片钳