膜片鉗技術是神經(jīng)科學領域非常重要的一項技術,1976年由國馬普生物物理研究所Neher和Sakmann發(fā)明,從而在活細胞上記錄到單個離子通道的電流。近半個世紀來,膜片鉗技術已經(jīng)成為神經(jīng)科學領域較常用也是較實用的技術之一,具有極大的精確性和靈活性,能夠揭示離子通道,單細胞突觸反應,及神經(jīng)環(huán)路連接等多層次的電生理特性。做過膜片鉗的人都知道,膜片鉗的信號采集設備一般由前置放大器,放大器,模數(shù)/數(shù)模轉換器等構成,神經(jīng)元電信號先通過前置放大器(headstage)初步放大,后傳輸入放大器進一步放大,再傳入模數(shù)轉換器轉化為數(shù)字信號,后被計算機采集。下圖顯示的是我們較常使用的AXON和HEKA膜片鉗的一個信號傳輸路徑。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*64小時隨時人工在線咨詢.借助膜片鉗技術,開啟細胞膜離子通道的高精度研究之旅!日本單電極膜片鉗實驗操作
高阻封接問題的解決不僅改善了電流記錄性能,還隨之出現(xiàn)了研究通道電流的多種膜片鉗方式。根據(jù)不同的研究目的,可制成不同的膜片構型。細胞吸附膜片(cell-attachedpatch)將兩次拉制后經(jīng)加熱拋光的微管電極置于清潔的細胞膜表面上,形成高阻封接,在細胞膜表面隔離出一小片膜,既而通過微管電極對膜片進行電壓鉗制,分辨測量膜電流,稱為細胞貼附膜片。由于不破壞細胞的完整性,這種方式又稱為細胞膜上的膜片記錄。此時跨膜電位由玻管固定電位和細胞電位決定。因此,為測定膜片兩側的電位,需測定細胞膜電位并從該電位減去玻管電位。從膜片的通道活動看,這種形式的膜片是極穩(wěn)定的,因細胞骨架及有關代謝過程是完整的,所受的干擾小。德國細胞膜片鉗腦片膜片鉗,讓您的離子通道研究更加得心應手!
鈣成像技術被廣泛應用于實時監(jiān)測神經(jīng)元、心肌以及多種細胞胞內鈣離子的變化,從而檢測神經(jīng)元、心肌的活動情況。這些技術是人們觀測神經(jīng)以及多種細胞活動為直接的手段,現(xiàn)已發(fā)展為生命科學研究的熱點,也是國家自然科學基金等鼓勵申報的重要領域。光遺傳學調控技術是近幾年正在迅速發(fā)展的一項整合了光學、基因操作技術、電生理等多學科交叉的生物技術。NatureMethods雜志將此技術評為"Methodoftheyear2010"[19];美國麻省理工學院科技評述(MITTechnologyReview,2010)在其總結性文章"Theyearinbiomedicine"中指出:光遺傳學調控技術現(xiàn)已經(jīng)迅速成為生命科學,特別是神經(jīng)和心臟研究領域中熱門的研究方向之一。目前這一技術正在被全球幾百家從事心臟學、神經(jīng)科學和神經(jīng)工程研究的實驗室使用,幫助科學家們深入理解大腦的功能,進而為深刻認識神經(jīng)、精神疾病、心血管疾病的發(fā)病機理并研發(fā)針對疾病干預和的新技術。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*58小時隨時人工在線咨詢.
一、記錄設備首先,盡可能完善膜片鉗記錄設備是實驗前的重要步驟,如用模型細胞測定電子設備、安裝并測試應用軟件、調節(jié)光學顯微鏡、檢驗防震工作臺等。二、微電極的制備膜片鉗電極是用外徑為1-2mm的毛細玻璃管拉制成的。標準的毛細玻璃管(外經(jīng)1.5mm,管壁厚0.3mm)適合于制作單通道記錄的微電極,而全細胞記錄則應選管壁較?。?.16mm)的毛細玻璃管,這樣可以使電極阻抗較低。三、封接(Sealing)技術封接(seal)是膜片鉗記錄的關鍵步驟之一。封接不好噪聲太大必然影響細胞膜電信號的記錄,一般要求封接阻抗至少20GΩ才可進行常規(guī)記錄。為了形成良好封接必須保持清潔的溶液、良好的視野以及適當?shù)碾姌O鍍膜。為了獲得較好的"千兆歐封接",細胞表面必須裸露以便微電極前列能接觸細胞,細胞的大小也是成功記錄的個因素,一般選擇10-20um的細胞比較理想。細胞膜由脂類雙分子層和和蛋白質構成。
膜片鉗技術的創(chuàng)立取代了電壓鉗技術,是細胞電生理研究的一個飛躍,使得離子通道的研究,從宏觀深入到微觀,使昔日的“肉湯生理學(brothphysiology)”與“閃電生理學(lightningphysiology)”在分子水平上結合起來,使人們對膜通道的認識耳目一新。當前,生理學、生物物理學、生物化學、分子生物學和藥理學等多種學科正在把膜片鉗技術和膜通道蛋白重組技術、同位素示蹤技術和光譜技術等非電生理技術結合起來,協(xié)同對離子通道進行較全的研究。不少實驗室已經(jīng)將基因工程與膜片鉗技術結合起來,把通道蛋白有目的地重組于人工膜中進行研究。設想將合成的通道蛋白分子接種入機體以替換有缺陷和異常的通道的功能而達到的目的。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*53小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗放大器系統(tǒng)(以下簡稱IPA系統(tǒng))是高度自動化的膜片鉗放大器系統(tǒng),所有的功能均通過計算機軟件完成。日本單電極膜片鉗實驗操作
全自動膜片鉗技術采用的標本必須是懸浮細胞,像腦片這類標本無法采用。日本單電極膜片鉗實驗操作
對電極持續(xù)施加一個1mV、10~50ms的階躍脈沖刺激,電極入水后電阻約4~6MΩ,此時在計算機屏幕顯示框中可看到測試脈沖產生的電流波形。開始時增益不宜設得太高,一般可在1~5mV/pA,以免放大器飽和。由于細胞外液與電極內液之間離子成分的差異造成了液結電位,故一般電極剛入水時測試波形基線并不在零線上,須首先將保持電壓設置為0mV,并調節(jié)“電極失調控制“使電極直流電流接近于零。用微操縱器使電極靠近細胞,當電極前列與細胞膜接觸時封接電阻指示Rm會有所上升,將電極稍向下壓,Rm指示會進一步上升。通過細塑料管向電極內稍加負壓,細胞膜特性良好時,Rm一般會在1min內快速上升,直至形成GΩ級的高阻抗封接。一般當Rm達到100MΩ左右時,電極前列施加輕微負電壓(-30~-10mV)有助于GΩ封接的形成。此時的現(xiàn)象是電流波形再次變得平坦,使電極超極化由-40到-90mV,有助于加速形成封接。為證實GΩ封接的形成,可以增加放大器的增益,從而可以觀察到除脈沖電壓的首尾兩端出現(xiàn)電容性脈沖前列電流之外,電流波形仍呈平坦狀。日本單電極膜片鉗實驗操作