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        IONOVATION SCOUT 人工脂質膜重組電生理系統

      IONOVATION SCOUT 人工脂質膜重組電生理系統

      產品概述:


      德國Ionovation公司生產的Ionovation scout人工脂質膜重組電生理分析系統,是該領域最新的產品之一,該產品克服了傳統膜片鉗的一系列缺點,無論從產品的技術含量還是從產品的應用領域上來看,在電生理分析技術中始終處于領先的地位,代表著電生理分析技術發展的方向,是國內外細胞電生理分析實驗室首選實驗儀器。這種高度靈活的桌面檢測系統可適應多種實驗條件,目前已經被用于對細胞膜離子通道、多種動物和植物轉運蛋白和它們的細胞器進行研究。

      Ionovation scout 技術特點:


      √不需要建立千兆歐姆的封阻

      √是唯一一種采用雙層封阻的測量方式

      √可用于檢測各種細胞膜上的離子通道、囊泡、配體

      √容易實現對單個離子通道進行分析檢測

      √可以在膜的兩側改變條件,形成雙信道進行分析    

               

      技術原理:


      Ionovation Scout采用了人工生物脂質膜來構建離子通道的測量方法。該系統使用兩個獨立的電生理測量室進行測量。該雙層室由一個25μm厚、直徑120微米的聚四氟乙烯隔膜隔開(a)。兩個聚碳酸酯小室的體積分別為1.2 ml。聚碳酸酯小室頂部有孔,方便接入的Ag / AgCl電極和注入緩沖液(a)。當兩個腔室中填充有合適的緩沖液時,溶解在正癸烷的脂質被分散到直徑120微米的特氟隆隔膜的微孔( b)中。緩沖液的液面經過連續地降低和升高過程,直到特氟隆隔膜上的過量脂質被除去,特氟隆隔膜上形成脂雙層自組織形成的人工生物脂質膜(C)。 

      然后根據具體的目的蛋白或者細胞器等進行操作。比如類似于α-溶血素的毒素,可以直接加入聚碳酸酯小室中進行測試。而需要重組的離子通道則需要將其與脂肪酸結合為重組脂蛋白,然后將這些脂蛋白或者從生物膜上“剪下”囊泡與人工生物脂質膜通過離子梯度或融合肽方法進行融合。

      準備好樣品后,開始進行電生理學測試。通過施加不同的電壓,來監測細胞單離子通道的電流,其中在5-10 kHz帶寬的信號會存儲在系統的硬盤上,測試通常采用的模式是電壓鉗模式(voltage clamp mode),這種模式下應用不同的電壓來得到目的信號。

      應用領域:


      1.脂質觸發器

      2.細胞膜轉運處理

      3.膜活性劑比如突觸核蛋白

      4.藥物安全分析

      5.信號轉導模式分析

      應用案例


      Ionovation Scout測試系統可用于多種離子通道的分析:

      1. 測量對象:可實現對上萬種離子通道、轉運體和孔隙活動的精確測量;

      2. 軟件:電生理數據采集分析軟件Patchmaster,采用用戶界面友好的軟件實現測量全部控制;具備預定義協議式的用戶定義實驗工作流程;

      3. 自動操作:全自動設備操作(雙層生產和驗證、雙層完整性的電容控制、膜雙側灌注系統);雙層分子可視化操作;

      4. 電流測量:穩定低噪聲Ag/AgCl電極,采用鹽橋記錄電流范圍從pA到幾個nA

      5. 耗材:一次性雙分子層室可簡單、快速置換;

      文獻列表:


      1. Wei? K, Neef A, Van Q, Kramer S, Gregor I, Enderlein J.Quantifying the diffusion of membrane proteins and peptides in black lipid membranes with 2-focus fluorescence correlation spectroscopy.Biophys J. 2013 Jul 16;105(2):455-62. doi: 10.1016/j.bpj.2013.06.004.

      2. Weingarth M, Prokofyev A, van der Cruijsen EA, Nand D, Bonvin AM, Pongs O, Baldus M.Structural determinants of specific lipid binding to potassium channels.J Am Chem Soc. 2013 Mar 13;135(10):3983-8. doi: 10.1021/ja3119114. Epub 2013 Mar 4.

      3. Theis T, Mishra B, von der Ohe M, Loers G, Prondzynski M, Pless O, Blackshear PJ, Schachner M, Kleene R.Functional role of the interaction between polysialic acid and myristoylated alanine-rich C kinase substrate at the plasma membrane.J Biol Chem. 2013 Mar 1;288(9):6726-42. doi: 10.1074/jbc.M112.444034. Epub 2013 Jan 17.

      4. K?stler K, Werz E, Malecki E, Montilla-Martinez M, Rosemeyer H. Nucleoterpenes of thymidine and 2'-deoxyinosine: synthons for a biomimetic lipophilization of oligonucleotides Chem Biodivers. 2013 Jan;10(1):39-61. doi: 10.1002/cbdv.201100338. 

      5. Schmidt F, Levin J, Kamp F, Kretzschmar H, Giese A, B?tzel K. Single-channel electrophysiology reveals a distinct and uniform pore complex formed by α-synuclein oligomers in lipid membranes. PLoS One. 2012;7(8):e42545. doi: 10.1371/journal.pone.0042545. Epub 2012 Aug 3.

      6. Betaneli V, Petrov EP, Schwille P. The role of lipids in VDAC oligomerization. Biophys J. 2012 Feb 8;102(3):523-31. doi: 10.1016/j.bpj.2011.12.049. Epub 2012 Feb 

      7. Wei? K., Enderlein J. Lipid Diffusion within Black Lipid Membranes Measured with Dual-Focus Fluorescence Correlation Spectroscopy. Chemphyschem. 2012 Mar;13(4):990-1000.

      8. Werz E, Korneev S, Montilla-Martinez M, Wagner R, Hemmler R, Walter C, Eisfeld J, Gall K, Rosemeyer H. Specific DNA Duplex Formation at an Artificial Lipid Bilayer: towards a New DNA Biosensor Technology. Chem Biodivers. 2012; Feb;9(2):272-81. 

      9. Schmidt F, Levin J, Kamp F, Kretzschmar H, Giese A, B?tzel K. Single-channel electrophysiology reveals a distinct and uniform pore complex formed by α-synuclein oligomers in lipid membranes. PLoS One. 2012;7(8):e42545. doi: 10.1371/journal.pone.0042545. Epub 2012 Aug 3.

      10. Betaneli V, Petrov EP, Schwille P. The role of lipids in VDAC oligomerization Biophys J. 2012 Feb 8;102(3):523-31. doi: 10.1016/j.bpj.2011.12.049. Epub 2012 Feb 7.

      11. Wei? K., Enderlein J. Lipid Diffusion within Black Lipid Membranes Measured with Dual-Focus Fluorescence Correlation Spectroscopy. Chemphyschem. 2012 Mar;13(4):990-1000.

      12. Werz E, Korneev S, Montilla-Martinez M, Wagner R, Hemmler R, Walter C, Eisfeld J, Gall K, Rosemeyer H. Specific DNA Duplex Formation at an Artificial Lipid Bilayer: towards a New DNA Biosensor Technology. Chem Biodivers. 2012; Feb;9(2):272-81

      13. Erika Kovács-Bogdán, J Philipp Benz, Jürgen Soll, Bettina B?lter Tic20 forms a channel independent of Tic110 in chloroplasts BMC Plant Biol. 2011; 11: 133.

      14. Honigmann A, Walter C, Erdmann F, Eggeling C, Wagner R. Characterization of horizontal lipid bilayers as a model system to study lipid phase separation. Biophys J. 2010 Jun 16;98(12):2886-94. 

      15. Schneider R, Etzkorn M, Giller K, Daebel V, Eisfeld J, Zweckstetter M, Griesinger C, Becker S, Lange AThe native conformation of the human VDAC1 N terminus. Angew Chem Int Ed Engl. 2010 Mar 1;49(10):1882-5.

      16. Kostka M, H?gen T, Danzer KM, Levin J, Habeck M, Wirth A, Wagner R, Glabe CG, Finger S, Heinzelmann U, Garidel P, Duan W, Ross CA, Kretzschmar H, Giese A. Single-particle characterization of iron-induced pore-forming alpha -synuclein oligomers. J Biol Chem. 2008 Feb 7. 

      17. van der Laan M, Meinecke M, Dudek J, Hutu DP, Lind M, Perschil I, Guiard B, Wagner R, Pfanner N, Rehling P. Motor-free mitochondrial presequence translocase drives membrane integration of preproteins. Nat Cell Biol. 2007; 9(10):1152-9. 

      18. Pagliuca C, Goetze TA, Wagner R, Thiel G, Moroni A, Parcej D. Molecular properties of Kcv, a virus encoded K+ channel. Biochemistry. 2007; 46(4):1079-90. 

      19. Goetze TA, Philippar K, Ilkavets I, Soll J, Wagner R. OEP37 is a new member of the chloroplast outer membrane ion channels J Biol Chem. 2006; 281(26):17989-98. Epub 2006 Apr 19

      20. Kovermann P, Truscott KN, Guiard B, Rehling P, Sepuri NB, Muller H, Jensen RE, Wagner R, Pfanner N. Tim22, the essential core of the mitochondrial protein insertion complex, forms a voltage-activated and signal-gated channel Mol Cell. 2002; 9(2):363-73. 

      21. Meuser D, Splitt H, Wagner R, Schrempf H. Mutations stabilizing an open conformation within the external region of the permeation pathway of the potassium channel KcsA. Eur Biophys J. 2001; 30(5):385-91.

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