細胞是動物和人體的基本單元,細胞與細胞內(nèi)的通信是依靠其膜上的離子通道進行的,離子和離子通道是細胞興奮的基礎(chǔ),亦即產(chǎn)生生物電信號的基礎(chǔ),生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科--電生理學。膜片鉗技術(shù)已成為研究離子通道的黃金標準。電壓門控性離子通道:膜上通道蛋白的帶點集團在膜電位改變時,在電場的作用下,重新分布導(dǎo)致通道的關(guān)閉,同時有電荷移動,稱為門控電流。配體門控離子通道:神經(jīng)遞質(zhì)(如乙酰膽堿)、ji素等與通道蛋白上的特定位點結(jié)合,引起蛋白構(gòu)像的改變,導(dǎo)致通道的打開。電壓鉗技術(shù)的主要在于將膜電位固定在指令電壓的水平,這樣才能研究在給定膜電位下膜電流隨時間的變化關(guān)系。日本單通道膜片鉗系統(tǒng)
早在膜片鉗誕生之前,20世紀50~60年代,Hodgkin與Hexley便發(fā)現(xiàn)并使用了電壓鉗技術(shù),他們通過雙電極電壓鉗在烏賊軸突上發(fā)現(xiàn)了動作電位的離子機制,并因此獲得了諾貝爾生理醫(yī)學獎。這也為后來膜片鉗的誕生奠定了基礎(chǔ)。于1976年,德國馬克斯普朗克生物物理化學研究所的Neher和Sakmann第1次于青蛙的肌細胞上,用玻璃電極吸下了一小片細胞膜,記錄導(dǎo)了皮安級的單通道離子電流,從而產(chǎn)生了膜片鉗技術(shù)。1980年,耶魯大學醫(yī)學院Sigworth等人在記錄電極內(nèi)增加了負壓吸引,實現(xiàn)了10-100GΩ的高阻抗封接,使得單電極可以同時實現(xiàn)鉗制電位和記錄單通道電流。1991年,Neher與Sakmann因為對膜片鉗技術(shù)的突出貢獻獲得了諾貝爾生理醫(yī)學獎。膜片鉗技術(shù),在人類對生理學的探究中,無異于一條道路,通往了名為細胞電生理的國度。膜片鉗技術(shù)也許某一天會被更便捷或更精確的技術(shù)取代,但其至今仍然是離子通道相關(guān)研究中使用蕞廣的技術(shù)。芬蘭單電極膜片鉗電生理技術(shù)維持細胞正常形態(tài)和功能完整性。
離子通道結(jié)構(gòu)研究∶目前,絕大多數(shù)離子通道的一級結(jié)構(gòu)得到了闡明但根本的還是要搞清楚各種離子通道的三維結(jié)構(gòu),在這方面,美國的二位科學家彼得阿格雷和羅德里克麥金農(nóng)做出了一些開創(chuàng)性的工作,他們到用X光繞射方法得到了K離子通道的三維結(jié)構(gòu),二位因此獲得2003年諾貝系化學獎。有關(guān)離子通道結(jié)構(gòu)不是本PPT的重點,可參考楊寶峰的和Hill的 不同的全自動膜片鉗技術(shù)所采用的原理如PopulationPatchClamp技術(shù)∶同SealChip技術(shù)一樣,完全摒齊了玻璃電極,而是采用PatchPlate平面電極芯片。該芯片含有多個小室,每個小室中含有很多1-2μm的封接孔。在記錄時,每個小室中封接成功的細胞|數(shù)目較多,獲得的記錄是這些細胞通道電流的平均值。因此,不同小室其通道電流的一致性非常好,變異系數(shù)很小。美國Axon(MDS)公司采用這一技術(shù)研發(fā)出了全自動高通量的lonWorksQuattro系統(tǒng),成為藥物初期篩選的金標準滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*39小時隨時人工在線咨詢.在細胞膜的電興奮過程中,脂質(zhì)層膜電容的反應(yīng)是被動的,其電流電壓曲線是線性的。 細胞是動物和人體的基本組成單元,細胞與細胞內(nèi)的通信,是依靠其膜上的離子通道進行的,離子和離子通道是細胞興奮的基礎(chǔ),亦即產(chǎn)生生物電信號的基礎(chǔ),生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科———電生理學(electrophysiology),即是用電生理的方法來記錄和分析細胞產(chǎn)生電的大小和規(guī)律的科學。早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術(shù)作細胞內(nèi)電活動的記錄?,F(xiàn)代膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。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(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*54小時隨時人工在線咨詢.現(xiàn)代膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。芬蘭雙分子層膜片鉗產(chǎn)品介紹 選擇膜片鉗,選擇細胞電生理研究的明天!日本單通道膜片鉗系統(tǒng) 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(chǎn)生了膜片鉗技術(shù)。1980年Sigworth等在記錄電極內(nèi)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(shù)進行了改進,引進了膜片游離技術(shù)和全細胞記錄技術(shù),從而使該技術(shù)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(shù)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(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*48小時隨時人工在線咨詢.日本單通道膜片鉗系統(tǒng)