全自動膜片鉗技術簡介

傳統膜片鉗技術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。全自動膜片鉗技術的出現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了自動化，免除了這些操作的復雜與困難。這兩個優點使得膜片鉗技術的工作效率大大提高了！

不同的全自動膜片鉗技術所采用的原理也不*相同，大體上有如下幾種：

 

1. Flip-Tip翻轉技術：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系統采用的就是這一技術，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：*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。采用這一技術的美國Axon（MDS）公司的PatchXpress 7000A系統是高通量全自動膜片鉗技術的*，是離子通道藥物研發的革命性工具，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：同SealChip技術一樣，*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，變異系數很小。美國Axon（MDS）公司采用這一技術研發出了全自動高通量的IonWorks Quattro系統，成為藥物初期篩選的“金標準”。

 

此外，同SealChip技術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問世。這種小型設備代替了顯微鏡、防震臺/屏蔽網和微操縱器，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。