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膜片钳技术的介绍和发展历史

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介绍

膜片钳技术是通过微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触细胞膜,用千兆欧姆以上的阻抗使之封接,在电学上分隔和电极尖开口处相接的细胞膜的小区域(膜片)以及其周围,在此基础上固定点位,对这膜片上的离子通道的离子电流(pA级)进行监测记录的方法。

测量回路的核心部分是使用场效应管运算放大器构成的I-V转换器。当场效应管运算放大器的正负输入端子是等电位,向正输入端子施加指令电位时,因为短路负端子以及膜片都可等电位地达到钳制的作用,字膜片微电极与默片之间形成10GΩ以上封接时,其间达到Z小的分流电流,横跨膜片的电流能够1**%作为来自膜片电极的记录电流(lp)而被测量出来。

Neher和Sakmann由于这一伟大的贡献而获得1991年度的诺贝尔生理学与医学奖。

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发展历史

该技术是根据电压钳(voltageclamp)发展而来的,后来经过Hodgkin和Huxley成功地在神经纤维动作电位的研究中被应用。它的设计原理为以离子作跨膜移动形成了跨膜离子电流(I),离子通过膜的难易程度即是通透性,膜电导(G)即是其膜电阻(R)的倒数。所以,当

膜对某种离子通透性增大时,膜电阻就会变小,即是膜对该离子的电导加大。根据欧姆定律U=IR,即I=U/R=UG,因此,仅仅需要在固定膜两侧电位差(U)时,测出的跨膜电流(I)的改变,就能够了解膜通透性的改变情况。

1976年德国马普生物物理化学研究所Neher和Sakmann用双电极对青蛙肌细胞进行钳制膜电位的时候,diyi次记录到ACh激活的单通道离子电流,从而发现了膜片钳技术。

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),不仅实现了记录时噪声的大大降低了,而且完成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等改进了该项技术,他们引进了膜片游离技术和全细胞记录技术,从而更加的完善了该项技术,使之具有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也因为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。


2005-04-26 浏览次数:1788次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_3311.html
热门标签: 膜片钳技术的发展状况膜片钳技术的操作步骤和研究对象膜片钳法的模式
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