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武汉膜片钳技术的发展

时间:2022-04-02     【原创】

       德国马普生物物理化学所的厄温·内尔与伯特·萨克曼在二十世纪七十年代末到八十年代初开发了武汉膜片钳技术。这一发明使得记录单个离子通道的电流成为了可能,这帮助人们更好地理解了离子通道参与的基本细胞过程,如动作电位和神经活动。该教授也因这项工作获得了1991年的诺贝尔生理学或医学奖。


       这项技术的成型,应当是电压钳技术长期以来的发展和较为成熟的玻璃微电极的问世为重要的节点。二战以后,分别由Ling(1949)发明的微电极细胞内记录技术和Cole(1949)首创的电压钳技术带领武汉膜片钳技术电生理走进了细胞水平。


       1964年,Deek,Kern和Traut wein在浦肯野纤维上进行了电压钳研究。后来经过不断改进和完善,逐渐衍生出双蔗糖间隙、单蔗糖间隙、双微电极和三微电极等多种电压钳方法。虽然电压钳技术存在细胞间隙离子浓度易变化、时间和空间钳位响应较差等问题,但这项技术能够从复杂的心肌跨膜电流中分离出较为单一的电流进行研究,对各离子成分在动作电位各时程中所起的作用有了较为深入的认识,为以后的离子通道研究打下了良好的理论基础。武汉膜片钳技术最终在1976年德国马克斯普朗克生物物理化学研究所中产生。Neher和Sakmann首次使用玻璃微电极吸下一小片细胞膜,从中记录到了皮安级的单通道离子电流,二人也因为对膜片钳技术做出的重要贡献荣获1991年的诺贝尔生理医学奖。


       武汉膜片钳技术绝对是近现代以来较为重要的技术之一,其应用的广度,研究的深度都是史无前例的存在。人们常说,工欲善其事必先利其器,要想观察到更深层次的研究必须有与之相匹配的技术,武汉膜片钳技术完美的诠释了这一点,从此往后细胞水平的电位变化得以被观察。或许未来将会有更加先进的技术问世,但膜片钳为电生理做出的贡献以及铺垫,注定是一段不可否认的传奇。

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