膜片钳技术是神经科学领域非常重要的一项技术,1976年由国马普生物物理研究所Neher和Sakmann发明,从而在活细胞上记录到单个离子通道的电流。近半个世纪来,膜片钳技术已经成为神经科学领域较常用也是较实用的技术之一,具有极大的精确性和灵活性,能够揭示离子通道,单细胞突触反应,及神经环路连接等多层次的电生理特性。做过膜片钳的人都知道,膜片钳的信号采集设备一般由前置放大器,放大器,模数/数模转换器等构成,神经元电信号先通过前置放大器(headstage)初步放大,后传输入放大器进一步放大,再传入模数转换器转化为数字信号,后被计算机采集。下图显示的是我们较常使用的AXON和HEKA膜片钳的一个信号传输路径。膜片钳记录技术与较早的单电极电压钳位相比进步了很多,尤其在单离子通道钳位记录方面。日本细胞膜片钳参数
向电极连续施加1mV、10~50ms的阶跃脉冲,电极入水后电阻约为4~6mΩ。此时,在计算机屏幕显示框中可以看到测试脉冲产生的电流波形。刚开始的时候增益不要设置太高,一般可以是1~5mV/PA,避免放大器饱和。由于细胞外液和电极液离子组成的差异导致液体接界电位,电极刚入水时测试波形的基线不在零线上。因此,需要将保持电压设置为0mV,并调整“电极不平衡控制”,使电极DC电流接近于零。当使用微操作器使电极靠近细胞时,当电极前缘接触细胞膜时,密封电阻指标Rm会上升,当电极轻微下压时,Rm指标会进一步上升。当通过细塑料管对电极施加轻微负压,且细胞膜特性良好时,Rm一般会在1min内迅速上升,直至形成Gω级高阻密封。一般在Rm达到100MΩ左右时,在电极前端施加一个轻微的负电压(-30~-30~-10mV),有利于gω密封的形成。此时的现象是电流波形再次变平,使电极从-40到-90mV超极化,有助于加速形成密封。为了确认gωseal的形成,可以提高放大器的增益,因此可以观察到除了脉冲电压开始和结束时的容性脉冲超前电流外,电流波形仍然是平坦的。日本细胞膜片钳参数膜片钳技术原理膜片钳技术是用玻璃微电极接触细胞,形成吉欧姆(GΩ)阻抗。
膜片钳放大器的工作模式;(1)电压钳模式∶在钳制细胞膜电位的基础上改变膜电位,记录离子通道电流的变化,记录的是诸如通道电流;EPSC;IPSC等电流信号。是膜片钳的基本工作模式.(2)屯流钳素向细胞内注入刺激电流,记录膜电位对刺激电流的反应。记录的是诸如动作电位,EPSP;IPSP等电压信号。膜片钳技术实现膜电位固定的关键是在玻璃微电极前列边缘与细胞膜之间形成高阻(10GΩ)密封,使电极前列开口处相接的细胞膜片与周围环境在电学上隔离,并通过外加命令电压钳制膜电位。
膜片钳技术的创立取代了电压钳技术,是细胞电生理研究的一个飞跃,使得离子通道的研究,从宏观深入到微观,使昔日的“肉汤生理学(brothphysiology)”与“闪电生理学(lightningphysiology)”在分子水平上结合起来,使人们对膜通道的认识耳目一新。当前,生理学、生物物理学、生物化学、分子生物学和药理学等多种学科正在把膜片钳技术和膜通道蛋白重组技术、同位素示踪技术和光谱技术等非电生理技术结合起来,协同对离子通道进行较全的研究。不少实验室已经将基因工程与膜片钳技术结合起来,把通道蛋白有目的地重组于人工膜中进行研究。设想将合成的通道蛋白分子接种入机体以替换有缺陷和异常的通道的功能而达到的目的。借助膜片钳技术,开启细胞膜离子通道的高精度研究之旅!
膜片钳放大器的工作模式;(1)电压钳制模式:在钳制细胞膜电位的基础上改变膜电位,记录离子通道电流的变化,如通道电流;EPSC;IPSC等电流信号它是膜片钳的基本工作模式。(2)屯留钳向细胞注入刺激电流,记录膜电位对刺激电流的响应。记录的是动作电位,EPSP;IPSP等电压信号膜片钳技术实现膜电位固定的关键是在玻璃微电极前沿与细胞膜之间形成高阻(10GΩ)密封,使与电极前开口相连的细胞膜与周围环境电隔离,通过施加指令电压来钳制膜电位。在细胞膜的电学模型中,膜电容和膜电导构成了一个并联回路。日本全自动膜片钳参数
膜片钳技术,为您揭示细胞生命活动的细微变化!日本细胞膜片钳参数
高阻封接问题的解决不仅改善了电流记录性能,还随之出现了研究通道电流的多种膜片钳方式。根据不同的研究目的,可制成不同的膜片构型。细胞吸附膜片(cell-attachedpatch)将两次拉制后经加热抛光的微管电极置于清洁的细胞膜表面上,形成高阻封接,在细胞膜表面隔离出一小片膜,既而通过微管电极对膜片进行电压钳制,分辨测量膜电流,称为细胞贴附膜片。由于不破坏细胞的完整性,这种方式又称为细胞膜上的膜片记录。此时跨膜电位由玻管固定电位和细胞电位决定。因此,为测定膜片两侧的电位,需测定细胞膜电位并从该电位减去玻管电位。从膜片的通道活动看,这种形式的膜片是极稳定的,因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,所受的干扰小。滔博生物TOP-Bright专注基于多种离子通道靶点的化合物体外筛选,服务于全球药企的膜片钳公司,快速获得实验结果,专业团队,7*65小时随时人工在线咨询.日本细胞膜片钳参数