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湖州药理学膜片钳成像应用

来源: 发布时间:2023年06月14日

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.由于该芯片除了具有传统膜片钳的高分辨和高准确性特点外,还具有高通量、自动化以及细胞多通道参数和细胞网络参数在线和实时检测等优点.因此,该芯片技术将很大促进细胞离子通道、细胞网络传导以及药物筛选的研究和应用.文中具体介绍了膜片钳芯片技术的发展及其应用,结合作者的研究工作,着重介绍了膜片钳芯片技术在味觉细胞研究的比较新进展,并结合神经芯片研究细胞网络的方法,对采用膜片钳芯片技术在细胞和分子水平上研究味觉的敏感机理和传导机制的应用前景进行了展望。全自动膜片钳系统技术指标:药液交换迅速。细胞内、外液的交换是在平面芯片上进行。湖州药理学膜片钳成像应用

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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。湖州药理学膜片钳成像应用膜片钳实验要从一大批的实验数据中,经过处理和分析,得出有意义、有价值的结果和结论。

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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:工作原理膜片钳是一种能够直接观察单一的离子通道蛋白质分子对相应离子通透难易程度等特性的一种实验技术。它的基本原理是以一个光洁,直径约为0.5~3um的玻璃微电极同神经或肌细胞的膜接触,之后对微电极另一端开口处施加适当的负压用电极的纤细开口将与电极接触的那一小片膜轻度吸入,如此在微电极开口处的玻璃边沿以及这一小片膜周边会形成紧密的封接,它的电阻能够达到数个或数十个千兆欧,这世界上就是在化学上完全隔离了吸附在微电极开口处的那一片膜同膜的其余部分,通过微电极记录到的电流变化光光和该膜片中通道分子的功能状态相关联。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。膜片钳使用操作注意:电热加热线温度很高,在使用时注意避免烫伤。

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膜片钳的数据如何处理:1)细胞吸附式膜片(cell attached patch)是膜片钳的基本方式,其它方式由此衍生。这种膜片形式比较稳定因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,故对细胞结构和环境干扰比较小。但这种膜片形式易在电极形成囊泡,从而细胞骨架可能有所变化。另外这种膜片不能控制细胞内成分。且任何影响膜电位的处理均可影响其电位水平。2)内面向外式膜片( inside outpatch)细胞内外和电极内的溶液均可调控,既能较容易地改变细胞内的离子或物质浓度,又能把酶等直接加于膜的内侧面,适宜研究胞内物质对通道活动的影响。膜片钳技术的应用范围:创新药物研究与高通量筛选的研究。湖州药理学膜片钳成像应用

全自动膜片钳系统技术指标:药物消耗极低。每次更换的外液只需十几微升。湖州药理学膜片钳成像应用

膜片钳技术是通过微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触细胞膜,用千兆欧姆以上的阻抗使之封接,在电学上分隔和电极尖开口处相接的细胞膜的小区域(膜片)以及其周围,在此基础上固定点位,对这膜片上的离子通道的离子电流(pA级)进行监测记录的方法。测量回路的中心部分是使用场效应管运算放大器构成的I-V转换器。当场效应管运算放大器的正负输入端子是等电位,向正输入端子施加指令电位时,因为短路负端子以及膜片都可等电位地达到钳制的作用,字膜片微电极与默片之间形成10GΩ以上封接时,其间达到很小的分流电流。湖州药理学膜片钳成像应用

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