膜片钳技术在通道研究中的重要作用:1.与药物作用有关的心肌离子通道:心肌细胞通过各种离子通道对膜电位和动作电位稳态的维持而保持正常的功能。近年来,国外学者在人类心肌细胞离子通道特性的研究中取得了许多进展,使得心肌药理学实验由动物细胞模型向人心肌细胞成为可能。2.对离子通道生理与病理情况下作用机制的研究:通过对各种生理或病理情况下细胞膜某种离子通道特性的研究,了解该离子的生理意义及其在疾病过程中的作用机制。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。上海医学脑定位膜片钳供应商
膜片钳技术基本原理与特点: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,在小细胞如神经元,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。上海医学脑定位膜片钳供应商内面向外式膜片细胞内外和电极内的溶液均可调控。
膜片钳技术基本原理与特点: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。影响电流记录分辨率的背景噪声除了来自于膜片钳放大器本身外,比较主要还是信号源的热噪声。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。
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。膜片钳的数据如何处理:细胞钳记录的是许多通道的平均电流,有利于综合分析。
膜片钳记录的几种形式:内面向外膜片(inside-out patch) 高阻封接形成后,在将微管电极轻轻提起,使其与细胞分离,电极端形成密封小泡,在空气中短暂暴露几秒钟后,小泡破裂再回到溶液中就得到“内面向外”膜片。此时膜片两侧的膜电位由固定电位和电压脉冲控制。浴槽电位是地电位,膜电位等于玻管电位的负值。如放大器的电流监视器输出是非反向的,则输出将与膜电流(Im)的负值相等。外面向外膜片(out-side patch) 高阻封接形成后,继续以负压抽吸,膜片破裂再将玻管慢慢地从细胞表面垂直地提起,断端游离部分自行融合成脂质双层,此时高阻封接仍然存在。而膜外侧面接触浴槽液。膜片钳系统有如下应用局限性:大部分是工具细胞如化细胞。上海医学脑定位膜片钳供应商
膜片钳芯片技术是继细胞芯片之后的又一种崭新的分析细胞电生理参数的芯片技术。上海医学脑定位膜片钳供应商
膜片钳使用的注意事项:1.为了防止尘埃、静电伤害机器,每天做实验前请用清水拖地。2.拉制仪使用前需预热15-30min。3.银丝电极及地线发白时,请先用砂纸轻微打磨,再浸入新鲜的次氯酸钠溶液镀氯化银,如果银丝电极30min未变黑,则考虑更换次氯酸钠。4.先开放大器,后开软件;先关软件,后关放大器。5.非必须用到汞灯时请不要打开汞灯电源,打开后至少需1个小时才可关闭。6.在放大器打开时不能用手、金属物品或其它导电的物品接触电极丝(包括地线),在取放细胞片时请关闭放大器。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。上海医学脑定位膜片钳供应商