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全自動膜片鉗技術(shù)簡介
點擊次數(shù)：7495 更新時間：2021-05-31
全自動膜片鉗技術(shù)簡介
全自動膜片鉗技術(shù)（Automated patch clamp technique）的出現(xiàn)標志著膜片鉗技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個嶄新階段，從這個意義上說，前面所講的膜片鉗技術(shù)我們稱之為傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)（Traditional patch clamp technique）。離子通道是藥物作用的重要靶點，膜片鉗技術(shù)被稱為研究離子通道的“金標準”。美國食品及藥物管理局（FDA）規(guī)定，非心臟類新藥必須有其對心臟hERG鉀通道是否抑制的膜片鉗研究結(jié)果，否則新藥不得用于臨床。
傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)每次只能記錄一個細胞（或一對細胞），對實驗人員來說是一項耗時耗力的工作，它不適合在藥物開發(fā)初期和中期進行大量化合物的篩選，也不適合需要記錄大量細胞的基礎實驗研究。全自動膜片鉗技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了這些問題，它不僅通量高，一次能記錄幾個甚至幾十個細胞，而且從找細胞、形成封接、破膜等整個實驗操作實現(xiàn)了自動化，免除了這些操作的復雜與困難。這兩個優(yōu)點使得膜片鉗技術(shù)的工作效率大大提高了！
不同的全自動膜片鉗技術(shù)所采用的原理也不*相同，大體上有如下幾種：
1. Flip-Tip翻轉(zhuǎn)技術(shù)：將一定密度的細胞懸液灌注在玻璃電極中，下降到電極的單個細胞通過在電極外施加負壓可以與玻璃電極形成穩(wěn)定的高阻封接，打破露在玻璃電極開口外的細胞膜就形成了全細胞記錄模式。德國Flyion公司的Flyscreen 8500系統(tǒng)采用的就是這一技術(shù)，其通量zui高為6，即一次可同時記錄6個細胞。它的顯著特點是：（1）仍然采用玻璃毛坯作為電極；（2）藥物施加微量、快速。
2. SealChip技術(shù)：*摒棄了玻璃電極，而是采用SealChip平面電極芯片，一定密度的細胞懸液灌注在芯片上面，隨機下降到芯片上約1-2μm的孔上并在自動負壓的吸引下形成高阻封接，打破孔下面的細胞膜形成全細胞記錄模式。采用這一技術(shù)的美國Axon（MDS）公司的PatchXpress 7000A系統(tǒng)是高通量全自動膜片鉗技術(shù)的*，是離子通道藥物研發(fā)的革命性工具，在國外實驗室和制藥廠廣泛用于hERG通道藥理學的研究。其通量zui高為16，即一次可同時記錄16個細胞。同時，其藥物施加微量、快速，不僅用于藥物篩選，還大量用于離子通道的基礎研究。
3. Population Patch Clamp技術(shù)：同SealChip技術(shù)一樣，*摒棄了玻璃電極，而是采用PatchPlate平面電極芯片。該芯片含有多個小室，每個小室中含有很多1-2μm的封接孔。在記錄時，每個小室中封接成功的細胞數(shù)目較多，獲得的記錄是這些細胞通道電流的平均值。因此，不同小室其通道電流的一致性非常好，變異系數(shù)很小。美國Axon（MDS）公司采用這一技術(shù)研發(fā)出了全自動高通量的IonWorks Quattro系統(tǒng)，成為藥物初期篩選的“金標準”。
此外，同SealChip技術(shù)一樣采用平面電極芯片，但只含有一個封接孔的小型全自動膜片鉗設備也已經(jīng)問世。這種小型設備代替了顯微鏡、防震臺/屏蔽網(wǎng)和微操縱器，一次只記錄一個細胞。雖然通量不高，但是由于封接破、膜等過程為自動化，工作效率也有顯著提高。德國Nanion公司的Port-a-Patch就是這樣的全自動膜片鉗設備。
全自動膜片鉗技術(shù)采用的標本必須是懸浮細胞，像腦片這類標本無法采用。此外，全自動膜片鉗技術(shù)只能進行全細胞記錄模式、穿孔膜片鉗記錄模式以及細胞貼附式單通道記錄模式，而不能進行其他模式的記錄。
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