膜片钳芯片技术是继细胞芯片之后的又一种崭新的分析细胞电生理参数的芯片技术.由于该芯片除了具有传统膜片钳的高分辨和高准确性特点外,还具有高通量、自动化以及细胞多通道参数和细胞网络参数在线和实时检测等优点.因此,该芯片技术将很大促进细胞离子通道、细胞网络传导以及药物筛选的研究和应用.文中具体介绍了膜片钳芯片技术的发展及其应用,结合作者的研究工作,着重介绍了膜片钳芯片技术在味觉细胞研究的比较新进展,并结合神经芯片研究细胞网络的方法,对采用膜片钳芯片技术在细胞和分子水平上研究味觉的敏感机理和传导机制的应用前景进行了展望。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。苏州细胞生物学脑片膜片钳
膜片钳电生理纪录系统及记录方法:细胞膜由双层脂膜组成,具有密封绝缘的特性,因此当纪录 电极接触到细胞膜时电阻会开始上升,然后以人工方式对纪录电极内施加一个负压,可以让电极与胞膜之间吸附得更为紧密而电阻也会加速上升,当纪录电极的电阻达到千兆欧姆(Giga Ω)时,意味着细胞膜与电极之间几乎没有电流漏出,之后对电极内压力施以一个快速的负压将细胞膜吸破,这样纪录电极与细胞胞体之间会形成一个封闭的电容,此时就可以开始对细胞进行实验。宁波药理学脑片膜片钳研究方案膜片钳系统有如下应用局限性:在纪录对象上,目前的膜片钳系统只能纪录胞膜形状平整饱满的细胞。
膜片钳电生理技术:神经元细胞膜上有离子通道,它们控制电荷流入和流出细胞,从而调节神经元激发。一种用于研究这些通道的生物物理学特性的极为有用的技术被称为膜片钳记录。在这种方法中,神经科学家把抛光的玻璃微吸管置于细胞上通过吸力形成高电阻封接。这个过程分隔了一小"片"包含一种或多种离子通道的膜。通过微吸管中的电极,研究人员可以"钳制"或控制膜的电属性,这对分析通道活动很重要。该电极还能记录跨膜电压的变化,或离子通过膜的流动。
膜片钳系统有如下应用局限性(1)光能应用于悬浮细胞的纪录,因此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,现有的自动膜片钳系统就无法纪录;(2)在纪录对象上,目前的膜片钳系统只能纪录胞膜形状平整饱满的细胞,大部分是工具细胞如化细胞,此类细胞有比较强的细胞膜可以禁得起各种人为操作,而许多具有研究价值的细胞(例如元代培养的神经元)胞膜较弱容易破裂,且胞体表面不规整,现有的自动膜片钳系统难以派上用场。因此,迫切需要一种新型的全自动膜片钳电生理纪录系统来解决以上问题。膜片钳放大器是整个实验系统中的中心,它可用来作单通道或全细胞记录。
膜片钳的数据如何处理:1)细胞吸附式膜片(cell attached patch)是膜片钳的基本方式,其它方式由此衍生。这种膜片形式比较稳定因细胞骨架及有关代谢过程是完整的,故对细胞结构和环境干扰比较小。但这种膜片形式易在电极形成囊泡,从而细胞骨架可能有所变化。另外这种膜片不能控制细胞内成分。且任何影响膜电位的处理均可影响其电位水平。2)内面向外式膜片( inside outpatch)细胞内外和电极内的溶液均可调控,既能较容易地改变细胞内的离子或物质浓度,又能把酶等直接加于膜的内侧面,适宜研究胞内物质对通道活动的影响。膜片钳实验操作的过程中,总会遇到各种各样的问题,对实验人员造成很多困扰。上海医学膜片钳实验
膜片钳使用操作流程及注意事项:实验结束后必须关闭实验室的水电。苏州细胞生物学脑片膜片钳
膜片钳电生理纪录系统及记录方法:膜片钳技术是用于纪录全细胞或个别细胞膜上离子信道电生理特性的研究方法,目的在于提供基础研究知识与新药开发时研究细胞电特性或小分子药物对细胞膜上离子信道特性的影响,替开发标靶药物提供一个测试平台。传统的细胞培养膜片钳系统由人工操作,实验人员在取得元代细胞(例如心肌细胞与神经元)后,将研究对象细胞养在玻片上,以手动方式将纪录电极移动放置在胞体上方并压到细胞膜上,此时纪录电极在膜外溶液里的电阻大约为3-9 ΜΩ。苏州细胞生物学脑片膜片钳
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。膜片钳使用的注意事项:玻璃微电极需先用甲醇浸泡,再用酒精灯微烧两端,使其平滑。温州药理学膜片钳成像研究方案膜片钳技术发展至今,已经成为现代细胞电生理的常规方法,它不只可以作为基础生物医学研究的...