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全自动膜片钳技术简介

时间:2012-08-04 06:59来源:网络 作者:未知 阅读:

传统膜片钳技术每次只能记录一个细胞(或一对细胞),对实验人员来说是一项耗时耗力的工作,它不适合在药物开发初期和中期进行大量化合物的筛选,也不适合需要记录大量细胞的基础实验研究。全自动膜片钳技术的出现在很大程度上解决了这些问题,它不仅通量高,一次能记录几个甚至几十个细胞,而且从找细胞、形成封接、破膜等整个实验操作实现了自动化,免除了这些操作的复杂与困难。这两个优点使得膜片钳技术的工作效率大大提高了!

不同的全自动膜片钳技术所采用的原理也不完全相同,大体上有如下几种:

 

1. Flip-Tip翻转技术:将一定密度的细胞悬液灌注在玻璃电极中,下降到电极尖端的单个细胞通过在电极外施加负压可以与玻璃电极尖端形成稳定的高阻封接,打破露在玻璃电极尖端开口外的细胞膜就形成了全细胞记录模式。德国Flyion公司的Flyscreen 8500系统采用的就是这一技术,其通量最高为6,即一次可同时记录6个细胞。它的显著特点是:(1)仍然采用玻璃毛坯作为电极;(2)药物施加微量、快速。

 

2. SealChip技术:完全摒弃了玻璃电极,而是采用SealChip平面电极芯片,一定密度的细胞悬液灌注在芯片上面,随机下降到芯片上约1-2μm的孔上并在自动负压的吸引下形成高阻封接,打破孔下面的细胞膜形成全细胞记录模式。采用这一技术的美国Axon(MDS)公司的PatchXpress 7000A系统是高通量全自动膜片钳技术的典范,是离子通道药物研发的革命性工具,在国外实验室和制药厂广泛用于hERG通道药理学的研究。其通量最高为16,即一次可同时记录16个细胞。同时,其药物施加微量、快速,不仅用于药物筛选,还大量用于离子通道的基础研究。

 

3. Population Patch Clamp技术:同SealChip技术一样,完全摒弃了玻璃电极,而是采用PatchPlate平面电极芯片。该芯片含有多个小室,每个小室中含有很多1-2μm的封接孔。在记录时,每个小室中封接成功的细胞数目较多,获得的记录是这些细胞通道电流的平均值。因此,不同小室其通道电流的一致性非常好,变异系数很小。美国Axon(MDS)公司采用这一技术研发出了全自动高通量的IonWorks Quattro系统,成为药物初期筛选的“金标准”。

 

此外,同SealChip技术一样采用平面电极芯片,但只含有一个封接孔的小型全自动膜片钳设备也已经问世。这种小型设备代替了显微镜、防震台/屏蔽网和微操纵器,一次只记录一个细胞。虽然通量不高,但是由于封接破、膜等过程为自动化,工作效率也有显著提高。德国Nanion公司的Port-a-Patch就是这样的全自动膜片钳设备。

全自动膜片钳技术采用的标本必须是悬浮细胞,像脑片这类标本无法采用。此外,全自动膜片钳技术只能进行全细胞记录模式、穿孔膜片钳记录模式以及细胞贴附式单通道记录模式,而不能进行其他模式的记录。

 

(责任编辑:泉水)
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