對單細胞形態與功能關系的研究,將膜片鉗技術與單細胞逆轉錄多聚酶鏈是反應技術結合,在全細胞膜片鉗記錄下,將單細胞內容物或整個細胞(包括細胞膜)吸入電極中,將細胞內存在的各種mRNA全部快速逆轉錄成cDNA,再經常規PCR擴增及待檢的特異mRNA的檢測,借此可對形態相似而電活動不同的結果做出分子水平的解釋或為單細胞逆轉錄多聚酶鏈式反應提供標本,為同一結構中形態非常相似但功能不同的事實提供分子水平的解釋。目前國際上掌握此技術的實驗室較少,我國北京大學神經科學研究所于1994年在國內率先開展。屯流鉗素向細胞內注入刺激電流,記錄膜電位對刺激電流的反應。進口雙電極膜片鉗實驗操作
離子選擇性(selectivity)(大小和電荷)∶某一種離子只能通過與其相應的通道跨膜擴散(安靜∶K>Na100倍、興奮;Na>K10-20倍);各離子通道在不同狀態下,對相應離子的通透性不同。門控特性(Gating)∶失活狀態不僅是通道處于關閉狀態,而且只有在經過一個額外刺激使通道從失活關閉狀態進入靜息關閉狀態后,通道才能再度接受外界刺激而***開放。離子通道的功能(FunctionoflonChannels)1.產生細胞生物電現象,與細胞興奮性相關。2.神經遞質的釋放、腺體的分泌、肌肉的運動、學習和記憶3.維持細胞正常形態和功能完整性膜離子通道的基因變異及功能障礙與許多疾病有關,某些先天性與后天獲得性疾病是離子通道基因缺陷與功能改變的結果,稱為離子通道病(ionchannelpathies)。進口單通道膜片鉗電流鉗制膜片鉗技術實現了小片膜的孤立和高阻封接的形成。
不同的全自動膜片鉗技術所采用的原理如PopulationPatchClamp技術∶同SealChip技術一樣,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,變異系數很小。美國Axon(MDS)公司采用這一技術研發出了全自動高通量的lonWorksQuattro系統,成為藥物初期篩選的金標準
在膜片鉗技術的發展過程中主要形成了五種記錄模式,即細胞貼附模式(cell-attachedmode或loose-seal-cellattachedmode)、膜內面向外模式(inside-outmode)、膜外面向外模式(outside-outmode)、常規全細胞模式(conventionalwhole-cellmode)和穿孔膜片模式(perforatedpatchmode)。a.亞細胞水平:細胞貼附模式,可記錄通過電極下膜片中通道蛋白的離子電流(紅色虛線箭頭)。在全細胞膜片鉗中,膜片破裂,因此可以記錄全細胞的宏觀電流,它表示整個細胞的總和電流(藍色虛線箭頭)。b.細胞水平:來自神經元不同部分的全細胞同步記錄可確定信號傳遞的方向。c.神經元網絡水平:全細胞記錄可以在一個連接神經元的小網絡中進行。d.活物水平:可以在執行任務或自由走動的動物大腦中進行全細胞記錄。探索離子通道的舞動,膜片鉗是您的科學利器!
膜片鉗技術的建立1.拋光及填充好玻璃管微電極,并將它固定在電極夾持器中。2.通過一個與電極夾持器連接的導管給微電極內一個壓力,一直到電極浸入記錄槽溶液中。3.當電極浸沒在溶液中時給電極一個測定脈沖(命令電壓,如5-10ms,10mV)讀出電流,按照歐姆定律計算電阻。4.通過膜片鉗放大器的控制鍵將微電極前列的連接電位(junctionpotentials)調至零位,這種電位差是由于電極內填充溶液與浸浴液不同離子成分的遷移造成的。5.用微操縱器將微電極前列在直視下靠近要記錄的細胞表面,并觀察電流的變化,直至阻抗達到1GΩ以上形成"干兆封接"6.調整靜息膜電位到期望的鉗位電壓的水平,使放大器從"搜尋"轉到"電壓鉗"時細胞不至于鉗位到零。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*36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。美國單電極膜片鉗系統
這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細胞膜單一的或多個的離子通道分子活動的技術。進口雙電極膜片鉗實驗操作
資料分析:一般電學性質∶通過I/V關系計算得到單通道電導,觀察通道有無整流。通過離子選擇性、翻轉電位或其它通道的條件初步確定通道類型。通道動力學分析∶開放時間、開放概率、關閉時間、通道的時間依賴性失活、開放與關閉類型(簇狀猝發,Burst)樣開放與閃動樣短暫關閉(flickering),化學門控性通道的開、關速率常數等數據。藥理學研究∶研究的藥物,阻斷劑、激動劑或其它調制因素對通道活動的影響情況。綜合分析得出結淪。進口雙電極膜片鉗實驗操作