全自動(dòng)膜片鉗技術(shù)簡(jiǎn)介

傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)每次只能記錄一個(gè)細(xì)胞（或一對(duì)細(xì)胞），對(duì)實(shí)驗(yàn)人員來(lái)說是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作，它不適合在藥物開發(fā)初期和中期進(jìn)行大量化合物的篩選，也不適合需要記錄大量細(xì)胞的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。全自動(dòng)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(gè)甚至幾十個(gè)細(xì)胞，而且從找細(xì)胞、形成封接、破膜等整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，免除了這些操作的復(fù)雜與困難。這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得膜片鉗技術(shù)的工作效率大大提高了！

不同的全自動(dòng)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(xì)胞懸液灌注在玻璃電極中，下降到電極的單個(gè)細(xì)胞通過在電極外施加負(fù)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(xì)胞膜就形成了全細(xì)胞記錄模式。德國(guó)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(shí)記錄6個(gè)細(xì)胞。它的顯著特點(diǎn)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(xì)胞懸液灌注在芯片上面，隨機(jī)下降到芯片上約1-2μm的孔上并在自動(dòng)負(fù)壓的吸引下形成高阻封接，打破孔下面的細(xì)胞膜形成全細(xì)胞記錄模式。采用這一技術(shù)的美國(guó)Axon（MDS）公司的PatchXpress 7000A系統(tǒng)是高通量全自動(dòng)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(guó)外實(shí)驗(yàn)室和制藥廠廣泛用于hERG通道藥理學(xué)的研究。其通量zui高為16，即一次可同時(shí)記錄16個(gè)細(xì)胞。同時(shí)，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(chǔ)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(gè)小室，每個(gè)小室中含有很多1-2μm的封接孔。在記錄時(shí)，每個(gè)小室中封接成功的細(xì)胞數(shù)目較多，獲得的記錄是這些細(xì)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(guó)Axon（MDS）公司采用這一技術(shù)研發(fā)出了全自動(dòng)高通量的IonWorks Quattro系統(tǒng)，成為藥物初期篩選的“金標(biāo)準(zhǔn)”。

 

此外，同SealChip技術(shù)一樣采用平面電極芯片，但只含有一個(gè)封接孔的小型全自動(dòng)膜片鉗設(shè)備也已經(jīng)問世。這種小型設(shè)備代替了顯微鏡、防震臺(tái)/屏蔽網(wǎng)和微操縱器，一次只記錄一個(gè)細(xì)胞。雖然通量不高，但是由于封接破、膜等過程為自動(dòng)化，工作效率也有顯著提高。德國(guó)Nanion公司的Port-a-Patch就是這樣的全自動(dòng)膜片鉗設(shè)備。