第十五 膜片钳技术简介.ppt

[K+]o [K+]i [Na+]o [Na+]i Na+ Cl- A- K+ 配体门控通道 阳离子通道：乙酰胆碱、谷氨酸、五羟色胺受体 阴离子通道：甘氨酸和γ－氨基丁酸受体 电压门控通道：钾、钠、钙离子通道 环核苷酸门控通道 气味分子与G蛋白偶联型受体结合，激活腺苷酸环化酶，产生cAMP，开启cAMP门控阳离子通道（cAMP-gated cation channel），引起钠离子内流，膜去极化，产生神经冲动，最终形成嗅觉或味觉。 机械门控通道 一类是牵拉活化或失活的离子通道，另一类是剪切力敏感的离子通道，前者几乎存在于所有的细胞膜，研究较多的有血管内皮细胞、心肌细胞以及内耳中的毛细胞等，后者仅发现于内皮细胞和心肌细胞 水通道 2003年诺贝尔化学奖： Pete Agre、 Roderick MacKinnon 膜片钳技术：从一小片(约几平方微米) 膜获取电子学方面信息的技术，即保持跨膜电压恒定——电压钳位，从而测量通过膜离子电流大小的技术。通过研究离子通道的离子流， 从而了解离子运输、信号传递等信息。 * * 第十五章 膜片钳技术及应用 2、膜片钳技术概述 3、膜片钳技术应用 1、电生理学简介 OUTLINE 细胞电生理学 Electrophysiology 细胞生理学：揭示细胞的生理过程，用电生理方法记录生物电活动 测量 离子、离子通道 细胞兴奋 生物电信号 细胞生理学 膜的“流动镶嵌模型” 细胞膜和离子学说建立（Hodgkin，et al . 1946年 ） 磷脂双层的 屏蔽作用 Na-K 泵 离子的跨膜分布 Membrane 胞外 胞内 离子的跨膜分布 通道蛋白——离子通道 乙酰胆碱受体 通道蛋白——离子通道 电压门控钾离子通道 通道蛋白——离子通道 2、膜片钳技术概述 3、膜片钳技术应用 1、电生理学简介 OUTLINE Erwin Neher Bert Sakmann ◎ 1976-1981 开创膜片钳技术 ◎ 1991 诺贝尔生理或医学奖 Patch clamp A pipette patching onto a pyramidal cell soma A pipette patching onto a cell soma whilst another pumps something (!?) onto a dendrite Patch clamp Electrophysiology-Principal methods Principal methods 细胞膜电流的测定 Patch clamp-whole cell Disrupt cytoplasmic contents Extracellular superfusion Cytosolic control Macro-current recording Whole-cell Missing essential internal substance Extracellular superfusion Cytosolic control Single-channel recording Outside-out Not easy to obtain Extracellular superfusion No washout Macro-current recording Perforated Not easy to obtain Cytosolic superfusion Extracellular control Single-channel recording Inside-out Unknown membrane potential; No superfusion Physiological conditions Easy to obtain Single-channel recording On-cell Major Disadvantage Advantages Use Patch clamp： configurations 2、膜片钳技术概述 3、膜片钳技术应用 1、电生理学简介 OUTLINE Electrophysiology-Apparatus Faraday cage Vibration Isolation Table Microscope Micro-Manipulators Remote Controller Amplifiers CCD Camera Electrophysiology-Apparatus