膜片钳技术是一种记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上离子通道分子活动的技术。是用来研究单个离体的活细胞、组织切片或细胞膜片离子流的电生理实验技术。这项技术在可兴奋细胞如神经元、心肌细胞、肌纤维和胰腺细胞的研究中起至关重要的作用,也可用于研究特殊制备的巨型球状体中的细菌离子通道。传统膜片钳技术对实验人员的技术要求非常高,一般地,实验人员需要经过严格的长期的训练,才能准确且快速的操作。膜片钳技术是用于纪录全细胞或个别细胞膜上离子信道电生理特性的研究方法膜片钳使用的注意事项:玻璃微电极需先用甲醇浸泡,再用酒精灯微烧两端,使其平滑。湖州药理学膜片钳技术设计公司
膜片钳电生理记录技术:膜片钳技术的基本原理:膜片钳技术用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面,使之形成10~100MΩ的高阻封接,被孤立的小膜片面积为微米数量级,因此封接范围内细胞膜光有少数离子通道。然后对该膜片实行电压钳位,测量单个离子通道开放产生的微小电流,这种通道的开放是一种随机过程。通过观测单个通道开放的电流幅值分布、开放概率、开放寿命分布等功能参数,并分析它们与膜电位、离子浓度等之间的关系。将该部分细胞采用负压吸破,可以形成比较常见的全细胞记录模式,可以研究整个细胞的生理功能和离子通道电生理功能。湖州药理学膜片钳技术设计公司膜片钳使用操作注意:电脑里面的软件不得随意删改。
膜片钳电生理技术的样本种类:从较早的肌细胞、神经元和内分泌细胞发展到血细胞、肝细胞、耳蜗毛细胞、胃壁细胞、上皮细胞、内皮细胞、免疫细胞、精母细胞等多种细胞;从急性分散细胞和培养细胞发展到组织片乃至整体动物;从蜗牛、青蛙、蝾螈、爪蟾母细胞发展到鸡细胞、大鼠细胞、人细胞等;从动物细胞发展到细菌及植物细胞。此外,膜片钳技术还普遍地应用到平面双分子层(planarbilayer)、脂质体(liposome)等人工标本上。研究对象:从对离子通道(配体门控性离子通道、电压门控性离子通道、第二信使介导的离子通道、机械敏感性离子通道及缝隙连接通道等)的研究发展到对离子泵、交换体及可兴奋细胞的胞吞、胞吐机制的研究等。膜片钳电极已不单单是传统意义上的电信号记录电极,它还可作为其他研究方法的工具使用,如用于进行单细胞PCR技术时的细胞内容物抽吸。
膜片钳电生理纪录系统及记录方法:膜片钳技术是用于纪录全细胞或个别细胞膜上离子信道电生理特性的研究方法,目的在于提供基础研究知识与新药开发时研究细胞电特性或小分子药物对细胞膜上离子信道特性的影响,替开发标靶药物提供一个测试平台。传统的细胞培养膜片钳系统由人工操作,实验人员在取得元代细胞(例如心肌细胞与神经元)后,将研究对象细胞养在玻片上,以手动方式将纪录电极移动放置在胞体上方并压到细胞膜上,此时纪录电极在膜外溶液里的电阻大约为3-9 ΜΩ。膜片钳使用的注意事项:向玻璃微电极灌注内液时切勿灌太多,以防液体进入银丝底部增加噪声。
膜片钳技术基本原理与特点:又由于玻璃微电极管径很小,其下膜面积光约1 μm2,在这么小的面积上离子通道数量很少,一般只有一个或几个通道,经这一个或几个通道流出的离子数量相对于整个细胞来讲很少,可以忽略,也就是说电极下的离子电流对整个细胞的静息电位的影响可以忽略,那么,只要保持电极内电位不变,则电极下的一小片细胞膜两侧的电位差就不变,从而实现电位固定另外,高阻封接技术还很大降低了电流记录的背景噪声,从而戏剧性地提高了时间、空间及电流分辨率,如时间分辨率可达10 μs、空间分辨率可达1平方微米及电流分辨率可达10-12 A。使用膜片钳全细胞记录技术观察拮抗剂对烟碱受体激动剂量效曲线的影响,来确定其作用的动力学特征。湖州药理学膜片钳技术设计公司
膜片钳技术的应用范围:在神经科学中的研究。湖州药理学膜片钳技术设计公司
膜片钳技术的工作原理:膜片钳技术是用于了解离了通道行为的通用型电生理工具,首先用微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触细胞膜,然后以千兆欧姆以上的阻抗使电极尖锐端与细胞膜封接,通过吸破或者电破的方式使与电极尖开口处相接的细胞膜的小区域与其周围区域在电学上分隔,然后细胞膜破裂,进而对此区域上的离子通道的离子电流进行监测记录的方法。该方法普遍应用于神经细胞,肌纤维细胞,心肌细胞及高表达单一通道的卵母细胞。主要用于监测离子通道在正常或者疾病状态下如何表现,以及不同药物、离子或其他分析物如何改变这些状态。膜片钳技术的建立,对生物科学特别是神经科学是一项具有重大意义的变革。这是一种通过离子通道记录的离子电流来反映细胞膜单一的(或多个)的离子通道活动的技术。该技术的出现将生理学的细胞水平和分子水平联系在一起,又将神经科学的不同亚科融汇在一起,促进了各个学科之间的联系,加速了我们神经科学的研究进展,深入探讨神经活动的机制研究。湖州药理学膜片钳技术设计公司
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