膜电钳技术简介模板

下载后可任意编辑膜片钳技术原理及应用 发布时间: -11-2 浏览次数: 2141 次细胞是动物和人体的基本组成单元, 细胞与细胞内的通信,是依靠其膜上的离子通道进行的, 离子和离子通道是细胞兴奋的基础, 亦即产生生物电信号的基础, 生物电信号一般见电学或电子学方法进行测量。由此形成了一门细胞学科—电生理学( electrophysiology) , 即是用电生理的方法来记录和分析细胞产生电的大小和规律的科学。早期的讨论多使用双电极电压钳技术作细胞内电活动的记录。现代膜片钳技术是在电压钳技术的基础上进展起来的。1976 年德国马普生物物理讨论所 Neher 和 Sakmann 创立了膜片钳技术( patch clamp recording technique) 。这是一种以记录经下载后可任意编辑过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的( 或多个的离子通道分子活动的技术) 。以后由于吉欧姆阻抗封接(gigaohm seal, 109Ω)方法的确立和几种方法的创立。这种技术点燃了细胞和分子水平的生理学讨论的革命之火, 它和基因克隆技术( gene cloning) 并架齐驱, 给生命科学讨论带来了巨大的前进动力。这一伟大的贡献, 使 Neher 和 Sakmann 获得 1991 年度的诺贝尔生理学与医学奖。一、 膜片钳技术进展历史1976 年德国马普生物物理化学讨论所 Neher 和 Sakmann 首次在青蛙肌细胞上用双电极钳制膜电位的同时, 记录到 ACh 激活的单通道离子电流, 从而产生了膜片钳技术。1980 年 Sigworth 等在记录电极内施加 5-50 cmH2O 的负压吸引, 得到 10-100GΩ 的高阻封接( Giga-seal) , 大大降低了记录时的噪声实现了单根电极既钳制膜片电位又记录单通道电流的突破。1981 年 Hamill 和 Neher 等对该技术进行了改进, 引进了膜片游离下载后可任意编辑技术和全细胞记录技术, 从而使该技术更趋完善, 具有 1pA 的电流灵敏度、 1μm 的空间分辨率和 10μs 的时间分辨率。1983 年 10 月, 《Single-Channel Recording》一书问世, 奠定了膜片钳技术的里程碑。Sakmann 和 Neher 也因其杰出的工作和突出贡献, 荣获 1991 年诺贝尔医学和生理学奖。二: 膜片钳技术原理膜片钳技术是用玻璃微电极吸管把只含 1-3 个离子通道、 面积为几个平方微米的细胞膜经过负压吸引封接起来( 见右图) , 由于电极尖端与细胞膜的高阻封接, 在电极尖端笼罩下的那片膜事实上与膜的其它部分从电学上隔离, 因此, 此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管, ...