膜片钳技术在通道研究中的重要作用:利用膜片钳技术还可以用于药物在其靶受体上作用位点的分析。如神经元烟碱受体为配体门控性离子通道,膜片钳全细胞记录技术通过记录烟碱诱发电流,可直观地反映出神经元烟碱受体活动的全过程,包括受体与其激动剂和拮抗剂的亲和力,离子通道开放、关闭的动力学特征及受体的失敏等活动。使用膜片钳全细胞记录技术观察拮抗剂对烟碱受体激动剂量效曲线的影响,来确定其作用的动力学特征。然后根据分析拮抗剂对受体失敏的影响,拮抗剂的作用是否有电压依赖性、使用依赖性等特点,可从功能上区分拮抗剂在烟碱受体上的不同作用位点,即判断拮抗剂是作用在受体的激动剂识别位点,离子通道抑或是其它的变构位点上。膜片钳技术用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面,使之形成10~100MΩ的高阻封接。嘉兴药理学膜片钳全细胞记录研究方案
全细胞膜片钳模式下有电压钳记录和电流钳记录两种。电压钳记录的原理与电压钳技术相似,但有所不同:首先,全细胞电压钳记录只使用单根电极,但在电学效果上同时实现了电压钳制和电流记录。其次,电压钳记录的电极不细胞,对细胞造成的损伤较小,因而能用于小细胞如神经元的研究。电流钳记录则是通过钳制电极电流来测量膜电位。电流钳在本质上也是电压钳位,它将差分放大器的输出电流与指令电流相比较,然后将这个差动输出施加到放大器前级的倒相端,通过高速反馈使得同相端的电压与其相等,无论电极电流是否为零,都能从输出电压得到膜电位的准确数值。东莞细胞生物学膜片钳全细胞记录技术膜片钳系统有如下应用局限性:大部分的纪录对象为化细胞,而对于需要贴壁生长的大多数正常细胞。
膜片钳实验常见问题及解决方法:膜片钳实验难度大、技术要求高,要掌握有关技术和方法虽不是很困难的事,但要从一大批的实验数据中,经过处理和分析,得出有意义、有价值的结果和结论,就显得不那么容易,有许多需要注意和考虑的问题,包括减少噪音,避免电极前端的污染,提高封接成功率,具体实验过程中还需要考虑如何选取记录模式,为记录特定离子电流如何选择电极内、外液,如何选择阻断剂、激动剂,如何进行正确的数据采集等许多更为复杂的问题,还需在科研实践中不断地探索和解决。
膜片钳记录的几种形式:细胞吸附膜片(cell-attached patch) 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,高分辨测量膜电流,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。膜片钳的数据如何处理:全细胞式膜片方式使细胞内与浴槽之间的漏流极少。
膜片钳技术的基本原理是通过负反馈使得膜电位与指令电压相等,在电压钳制的条件下记录膜电流。上面是电阻反馈式膜片钳放大器的电路示意图。A1为一极高输入阻抗、极低噪声的场效应管运算放大器,由于A1极高的开环增益使得两个输入端的电压几乎完全相等,使用膜片钳全细胞记录技术观察拮抗剂对烟碱受体激动剂量效曲线的影响,从而实现电压钳制。Rf为一数值可切换的反馈电阻,分别对应于不同的电流记录范围,其中高值反馈电阻具有极高的电阻和极低的杂散电容,是决定放大器单通道记录性能的基本元件。膜片钳系统有如下应用局限性:细胞有比较强的细胞膜可以禁得起各种人为操作。嘉兴药理学膜片钳全细胞记录研究方案
全细胞膜片钳模式下有电压钳记录和电流钳记录两种。嘉兴药理学膜片钳全细胞记录研究方案
膜片钳技术及其应用:它是作者在\"膜片钳技术及其应用\"领域所进行的研究工作的总结,同时也吸取了国际上的先进技术和新近的研究成果。内容包括:细胞电生理与膜片钳技术,膜片钳系统的组建及实验技术概要,膜片钳放大器原理与低噪声设计,单通道和全细胞电流记录技术,数据采集和分析,细胞分泌活动的膜电容监测技术和安培测量技术,细胞内钙离子浓度的测量及钙库特性,脑切片膜片钳技术,心肌细胞的药理特性和植物细胞的离子通道特性。嘉兴药理学膜片钳全细胞记录研究方案
膜片钳技术在通道研究中的重要作用:1.与药物作用有关的心肌离子通道:心肌细胞通过各种离子通道对膜电位和动作电位稳态的维持而保持正常的功能。近年来,国外学者在人类心肌细胞离子通道特性的研究中取得了许多进展,使得心肌药理学实验由动物细胞模型向人心肌细胞成为可能。2.对离子通道生理与病理情况下作用机制的研究:通过对各种生理或病理情况下细胞膜某种离子通道特性的研究,了解该离子的生理意义及其在疾病过程中的作用机制。膜片钳技术(patch clamp)是当前研究细胞膜电流及离子通道的重要技术,被称为研究离子通道的“金标准”。广州细胞生物学膜片钳实验膜片钳的数据如何处理:1)细胞吸附式膜片(cell att...