膜片钳技术是电生理测量技术的名称。 它允许通过质膜内的各个通道测量离子电流。
什么是膜片钳技术？
膜片钳技术或膜片钳方法属于电生理学，是神经生理学的一个分支，处理信号在人体中的电化学传递。 神经系统。 借助该方法，可以可视化样品池中的各个离子通道。 细胞膜 体细胞。 这涉及几个皮安电流的测量。 膜片钳技术是由德国生物物理学家Erwin Neher和德国医师Bert Sakmann于1976年首次描述的。 两位科学家因钳夹技术的发展而于1991年获得了诺贝尔生理学或医学奖。 因此，膜片钳技术几乎彻底改变了电生理研究，因为它打开了观察膜电行为的可能性。 蛋白质 个人的 分子。 术语“补丁”来自英语，意思是“补丁”。 它指的是贴片移液器下方的小薄膜部分，用作测量电极。 在测量过程中，将膜片固定或夹紧（夹紧）到指定电位。
功能，效果和目标
膜片钳技术是一种电生理分析方法。 基于生物学事实，细胞具有大量的孔和离子通道。 每个细胞的内部和外部都会出现不同的离子浓度或电荷，这取决于细胞的生理状态。 膜的脂质双层不能渗透 水 分子 以及离子然而，整个粒子之间仍发生带电粒子交换。 细胞膜 不定期地其原因是离子通道的电压依赖性。 如果达到一定的膜电位，则根据“全部或全部”的原理打开通道。 这正是膜片钳技术的用武之地。通过这种方式，测量移液器可以前进到离子通道，而不会穿透离子阱。 细胞膜。 这样，可以精确地确定局部电势。 通常可以通过在移液器边缘和细胞膜之间建立电气上非常紧密的连接来避免可能影响测量结果的泄漏电流。 膜片钳位方法基于电压钳位技术。 这种技术是由美国生物物理学家肯尼斯·斯图尔特·科尔（Kenneth Stewart Cole，1930-1900）在1984年代开发的，用于测量完好的神经细胞上的电流。 在电压钳中，将两个电极插入电池以提供指令电压或保持电压。 同时，另一个电极用于记录跨膜发生的电流。 如果神经生理学家想知道电流流经特定区域的情况 神经细胞 膜，他们使用膜片钳技术。 为此，他们使用放置在电池外部的细玻璃移液器。 负压可通过皮下注射器吸出而产生。 此过程会导致膜在相应位置略微鼓起。 负压可确保玻璃附着在膜上。 这导致移液管中的小薄膜斑点与其余的薄膜电隔离。 为了测量电流，神经生理学家使用膜片钳放大器。 这是一种特殊的测量装置。 在理想情况下，科学家可以使用该设备获取有关各个离子通道电性能的信息。 离子通道调节，例如，离子的流入和流出 钠 神经细胞中带正电的离子。 研究是在人类，植物或动物的细胞上进行的。 膜片钳方法通常在包括各种设备的测量站上执行。 在减振的测量台上有一个所谓的法拉第笼，用作电屏蔽。 此外，还可以使用带有显微操纵器的光学显微镜将贴片移液器放置到位。此外，移液器固定器与前置放大器相连，而样品固定器与浴电极相连。 膜片钳放大器的功能是放大前置放大器的信号。 还提供了一个监视器来观察DUT和贴片移液器。 在大多数情况下，在测量台上还可以使用一台计算机和几个数据存储设备来进行数字记录。
风险，副作用和危害
膜片钳技术没有任何风险。 例如，直到将人类，动物或植物的细胞取出后，才对其进行检查。 无限制进入外细胞膜的情况很少存在。 因此，通常需要为膜片钳方法准备细胞。 填充贴片移液器后，将其夹在微操作器中。 将其连接到膜片钳放大器，然后轻轻按压到完整的细胞上。 此过程可以使用监视器或显微镜进行。 移液器下方放着一块称为膜片的膜。 在移液器后端产生的轻微负压在移液器和膜之间提供了牢固的连接。 该过程导致在外部溶液和几千兆欧的移液器内部之间产生电阻。 科学家们也将其称为“ gigaseal”，它可以实现膜片钳方法的细胞附着结构。 由于高的千兆电阻，流过贴片中离子通道的电流也流过移液管的内容物。 连接到放大器的电极浸入移液器溶液中，从而可以测量膜片内各个离子通道的活性。
