膜片鉗技術本質上也屬于電壓鉗范疇,兩者的區別關鍵在于:①膜電位固定的方法不同;②電位固定的細胞膜面積不同,進而所研究的離子通道數目不同。電壓鉗技術主要是通過保持細胞跨膜電位不變,并迅速控制其數值,以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況。因此只能用來研究整個細胞膜或一大塊細胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細胞的全性能電流的研究,特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發揮著其他技術不能替代的作用。該技術的主要缺陷是必須在細胞內插入兩個電極,對細胞損傷很大,在小細胞如元,就難以實現,又因細胞形態復雜,很難保持細胞膜各處生物特性的一致。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,專業團隊,7*49小時隨時人工在線咨詢.離子通道是一種特殊的膜蛋白,它橫跨整個膜結構,是細胞內部與部外聯系的橋梁和細胞內外物質交換的孔道。美國雙電極膜片鉗系統
對藥物作用機制的研究,在通道電流記錄中,可分別于不同時間、不同部位(膜內或膜外)施加各種濃度的藥物,研究它們對通道功能的可能影響,了解那些選擇性作用于通道的藥物影響人和動物生理功能的分子機理。這是目前膜片鉗技術應用普遍的領域,既有對西藥藥物機制的探討,也普遍用在重要藥理的研究上。如開麗等報道細胞貼附式膜片鉗單通道記錄法觀測到人參二醇組皂苷可控制正常和“缺血”誘導的大鼠大腦皮層神經元L-型鈣通道的開放,從而減少鈣內流,對缺血細胞可能有保護作用。陳龍等報道采用細胞貼附式單通道記錄法發現烏頭堿對培養的Wistar大鼠心室肌細胞L-型鈣通道有阻滯作用。芬蘭雙電極膜片鉗腦片由通道蛋白介導的膜電導構成了膜反應的主動成分,它的電流電壓關系是非線性的。
電壓鉗技術是由科爾發明的,并在20世紀初由霍奇金和赫胥黎完善。其設計的主要目的是證明動作電位的產生機制,即動作電位的峰值電位是由于膜對鈉的通透性瞬間增加。但當時還沒有直接測量膜通透性的方法,所以用膜電導來測量離子通透性。膜電導測量的基礎是電學中的歐姆定律,如膜Na電導GNa與電化學驅動力(Em-ENa)的關系,膜電流INaGNa=INa/(Em-ENa)。因此,可以通過測量膜電流,然后利用歐姆定律來計算膜電導。然而,膜電導可以通過使用膜電流來計算。這個條件是通過電壓鉗技術實現的。下一張幻燈片中右邊的兩張圖顯示了squid的動作電位和動作電位過程中膜電流的變化,這是霍奇金和赫胥黎在半個世紀前用電壓鉗記錄的。他們的實驗證明了參與動作電位的離子電流由三種成分組成:Na、K、Cl。對這些離子流進行了定量分析。這項技術為闡明動作電位的本質和離子通道的研究做出了巨大貢獻。
膜片鉗技術是當前研究細胞膜電流及離子通道的蕞重要的技術。從技術層面來解釋的話,膜片鉗技術(patchclamp)是指利用鉗制電壓或者電流的方法(通常為鉗制電壓)來記錄細胞膜離子通道電活動的微電極技術。膜片鉗技術的原理為:使用一個一頭尖一頭粗的錐狀玻璃管,管中設有微電極,管的前列直徑約1.5~3.0μm,通過負壓吸引使前列口與細胞膜形成千兆歐姆級的阻抗封接,前列口內的細胞膜區域與周圍其他區域形成了電學分隔,然后人工鉗制此片區域細胞膜的電位,即可達到對膜片上離子通道電流的監測與記錄。膜片鉗技術已成為研究離子通道的"金標準"。
1937年,Hodgkin和Huxley在烏賊巨大神經軸突細胞內實現細胞內電記錄,獲1963年Nobel獎1946年,凌寧和Gerard創造拉制出前列直徑小于1μm的玻璃微電極,并記錄了骨骼肌的電活動。玻璃微電極的應用使的電生理研究進行了重命性的變化。Voltageclamp(電壓鉗技術)由Cole和Marmont發明,并很快由Hodgkin和Huxley完善,真正開始了定量研究,建立了H一H模型(膜離子學說),是近代興奮學說的基石。1948年,Katz利用細胞內微電極技術記錄到了終板電位;1969年,又證實N—M接觸后的Ach以"量子式"釋放,獲1976年Nobel獎。1976年,德國的Neher和Sakmann發明PatchClamp(膜片鉗)。并在蛙橫紋肌終板部位記錄到乙酰膽堿引起的通道電流。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,專業團隊,7*42小時隨時人工在線咨詢.典型的單通道電流呈一種振幅相同而持續時間不等的脈沖樣變化。進口可升級膜片鉗腦片
膜片鉗,您研究離子通道功能的得力助手!美國雙電極膜片鉗系統
現在這塊全新的芯片被放置在了跟前置放大器大小類似的小盒子中,便成就了這款全球較小的膜片鉗放大器ePatch。體積大幅縮減只是一個表面,由于細胞電信號在被電極記錄到后,直接進入了芯片,以較短的路徑直接從模擬信號轉變成了數字信號,在很大程度上減少了環境及電路噪音對信號的影響,所以這款放大器便可以輕易獲取非常高質量且穩定的電生理信號。ePatch體積只為42*18*78mm,重量200g,整套設備的大小只相當于傳統膜片鉗設備的前置放大器,可以輕松地放入衣服口袋。用USB接口連接電腦后即可使用,無需額外電源,連接和使用都極為簡便。沒有了占地方的放大器,數模轉換器以及相互連接的眾多電線,電源線等等,我們的膜片鉗又進一步減小了體積。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,專業團隊,7*62小時隨時人工在線咨詢.美國雙電極膜片鉗系統