可升级膜片钳离子通道

时间:2024年11月25日 来源:

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通过负压吸引封接起来(见右图),由于电极前列与细胞膜的高阻封接,在电极前列笼罩下的那片膜事实上与膜的其他部分从电学上隔离,因此,此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管,用一个极为敏感的电流监视器(膜片钳放大器)测量此电流强度,就单一离子通道电流膜片钳技术的建立,对生物学科学特别是神经科学是一资有重大意义的变革。这是一种以记录通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。准确捕捉离子通道动态,膜片钳技术助您一臂之力!可升级膜片钳离子通道

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资料分析:一般电学性质∶通过I/V关系计算得到单通道电导,观察通道有无整流。通过离子选择性、翻转电位或其它通道的条件初步确定通道类型。通道动力学分析∶开放时间、开放概率、关闭时间、通道的时间依赖性失活、开放与关闭类型(簇状猝发,Burst)样开放与闪动样短暂关闭(flickering),化学门控性通道的开、关速率常数等数据。药理学研究∶研究的药物,阻断剂、激动剂或其它调制因素对通道活动的影响情况。综合分析得出结沦。日本双分子层膜片钳高阻抗封接膜片钳,您研究离子通道功能的得力助手!

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离子选择性(selectivity)(大小和电荷)∶某一种离子只能通过与其相应的通道跨膜扩散(安静∶K>Na100倍、兴奋;Na>K10-20倍);各离子通道在不同状态下,对相应离子的通透性不同。门控特性(Gating)∶失活状态不仅是通道处于关闭状态,而且只有在经过一个额外刺激使通道从失活关闭状态进入静息关闭状态后,通道才能再度接受外界刺激而***开放。离子通道的功能(FunctionoflonChannels)1.产生细胞生物电现象,与细胞兴奋性相关。2.神经递质的释放、腺体的分泌、肌肉的运动、学习和记忆3.维持细胞正常形态和功能完整性膜离子通道的基因变异及功能障碍与许多疾病有关,某些先天性与后天获得性疾病是离子通道基因缺陷与功能改变的结果,称为离子通道病(ionchannelpathies)。

钙成像技术被广泛应用于实时监测神经元、心肌以及多种细胞胞内钙离子的变化,从而检测神经元、心肌的活动情况。这些技术是人们观测神经以及多种细胞活动为直接的手段,现已发展为生命科学研究的热点,也是国家自然科学基金等鼓励申报的重要领域。光遗传学调控技术是近几年正在迅速发展的一项整合了光学、基因操作技术、电生理等多学科交叉的生物技术。NatureMethods杂志将此技术评为"Methodoftheyear2010"[19];美国麻省理工学院科技评述(MITTechnologyReview,2010)在其总结性文章"Theyearinbiomedicine"中指出:光遗传学调控技术现已经迅速成为生命科学,特别是神经和心脏研究领域中热门的研究方向之一。目前这一技术正在被全球几百家从事心脏学、神经科学和神经工程研究的实验室使用,帮助科学家们深入理解大脑的功能,进而为深刻认识神经、精神疾病、心血管疾病的发病机理并研发针对疾病干预和的新技术。这一技术的发现和基因克隆技术并架齐驱,给生命科学研究带来了巨大的前进动力。

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早在膜片钳诞生之前,20世纪50~60年代,Hodgkin与Hexley便发现并使用了电压钳技术,他们通过双电极电压钳在乌贼轴突上发现了动作电位的离子机制,并因此获得了诺贝尔生理医学奖。这也为后来膜片钳的诞生奠定了基础。于1976年,德国马克斯普朗克生物物理化学研究所的Neher和Sakmann第1次于青蛙的肌细胞上,用玻璃电极吸下了一小片细胞膜,记录导了皮安级的单通道离子电流,从而产生了膜片钳技术。1980年,耶鲁大学医学院Sigworth等人在记录电极内增加了负压吸引,实现了10-100GΩ的高阻抗封接,使得单电极可以同时实现钳制电位和记录单通道电流。1991年,Neher与Sakmann因为对膜片钳技术的突出贡献获得了诺贝尔生理医学奖。膜片钳技术,在人类对生理学的探究中,无异于一条道路,通往了名为细胞电生理的国度。膜片钳技术也许某一天会被更便捷或更精确的技术取代,但其至今仍然是离子通道相关研究中使用蕞广的技术。在膜电位改变时,在电场的作用下,重新分布导致通道的关闭,同时有电荷移动,称为门控电流。双分子层膜片钳电压钳制

膜片钳技术已成为研究离子通道的"金标准"。可升级膜片钳离子通道

细胞是动物和人体的基本单元,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,生物电信号通常用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。膜片钳技术已成为研究离子通道的黄金标准。电压门控性离子通道:膜上通道蛋白的带点集团在膜电位改变时,在电场的作用下,重新分布导致通道的关闭,同时有电荷移动,称为门控电流。配体门控离子通道:神经递质(如乙酰胆碱)、ji素等与通道蛋白上的特定位点结合,引起蛋白构像的改变,导致通道的打开。可升级膜片钳离子通道

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