電壓鉗的原理∶用兩根前列直徑0.5um的電極插入細胞內,一根電極用作記錄電極以記錄跨膜電位,用另一根電極作為電流注入電極,以固定膜電位。從而實現(xiàn)固定膜電位的同時記錄膜電流。電位記錄電極引導的膜電位(Vm)輸入電壓鉗放大器的負輸入端,而人為控制的指令電位(Vc)輸入正輸入端,放大器的正負輸入端子等電位,向正輸入端子施加指令電位(Vc)時,經過短路負端子可使膜片等電較,即Vm=Vc,從而達到電位鉗制的目的,并可維持一定的時間。Vc的不同變化將導致Vm的變化,從而引起細胞膜上電壓依賴性離子通道的開放,通道開放引起的離子流反過來又引起Vm的變化,致使Vm≠Vc,Vc與Vm的任何差值都會導致放大器有電壓輸出,將相反極性的電流注入細胞,以使Vc=Vm,注入電流的大小與跨膜離子流相等,但方向相反。因而注入的電流被認為是標本興奮時的跨膜電流值(通道電流)。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*25小時隨時人工在線咨詢.離子通道探索之旅,從選擇膜片鉗開始!日本多通道膜片鉗系統(tǒng)
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(lián)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(tài)勢,這種態(tài)勢和在不同狀態(tài)下的動態(tài)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(fā)生和發(fā)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制、發(fā)現(xiàn)特異藥物或措施等均具有十分重要的理論和實際意義。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*41小時隨時人工在線咨詢.進口雙分子層膜片鉗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。
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。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*36小時隨時人工在線咨詢.
1937年,Hodgkin和Huxley在烏賊巨大神經軸突細胞內實現(xiàn)細胞內電記錄,獲1963年Nobel獎1946年,凌寧和Gerard創(chuàng)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(fā)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Neher和Sakmann發(fā)明PatchClamp(膜片鉗)。并在蛙橫紋肌終板部位記錄到乙酰膽堿引起的通道電流。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*42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(Slicepatch),就能在哺乳動物腦片制備上做全細胞記錄。
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(xiàn)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-ChannelRecording》一書問世,奠定了膜片鉗技術的里程碑。Sakmann和Neher也因其杰出的工作和突出貢獻,榮獲1991年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。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*48小時隨時人工在線咨詢.不同的全自動膜片鉗技術所采用的原理也不完全相同。日本多通道膜片鉗系統(tǒng)
全細胞膜片鉗記錄是應用較早,也是普遍的鉗位技術。日本多通道膜片鉗系統(tǒng)
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(xiàn)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(huán)境電隔離,通過施加指令電壓來鉗制膜電位。日本多通道膜片鉗系統(tǒng)