CN101076600A - 使用具有高通量和低体积要求的界面室系统的快速灌注系统和膜片钳技术 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于开展用于膜片钳技术的快速灌注的系统，其用于研究化合物对生物组织中的离子转运通道的影响。本发明另外包括能够使用小量待测试材料以及小量液体载体的微灌注室组件，从而使多个测试能够在短时间内完成。本发明更广泛地涉及一种电生理药物处理以及应用装置，其用于筛选化学品例如药物，同时提供高通量和低体积的溶液和样品。

Description

使用具有高通量和低体积要求的界面室系统的快速灌注系统和膜片钳技术

技术领域

本发明涉及对于生物膜及其整合膜蛋白研究，开展快速灌注以及以“盲法膜片”方式获得膜片钳记录的系统。更具体地讲，本发明涉及具有高通量和低体积要求的膜片钳灌注系统，其用于电生理药物处理和应用装置以筛选化学品例如药物。本发明还提供一种高通量筛选的装置以及使用该装置的方法。

发明背景

通过因载体蛋白和离子通道作用引起的细胞膜电位的变化来控制许多细胞过程。载体蛋白结合特定的溶质，并通过构象变化将它们进行跨生物细胞膜脂双层的转移，该构象变化即顺序地将溶质结合位点暴露于膜的一侧和另一侧。一些载体蛋白仅“沿下坡”，即沿其浓度和/或电化学梯度方向来运输单一溶质。其它载体蛋白可作为泵起作用，以逆着其浓度和/或电化学梯度方向“上坡”运输溶质，其使用ATP水解或另一溶质(例如钠)的“下坡”流所提供的能量来驱动所必需的系列构象变化(在B.Alberts等人，1994，Molecular Biology of the Cell，第3版，Garland Publishing，Inc.，NewYork，N.Y.进行了综述)。几种载体蛋白例如ABC转运蛋白超家族在临床上是特别重要的。已知这些蛋白质是造成囊性纤维变性、以及癌细胞和引起疟疾的寄生物中的药物抗性的原因。

与载体蛋白不同，离子通道蛋白是在生物膜中形成孔隙的跨膜蛋白质，其允许离子和其它分子从一侧通过到另一侧。离子通道有多种类型。例如，“渗漏通道”在所有生理膜状态下是开放的。“电压门控通道”响应跨膜的电位而开启。“配体门控通道”响应特定分子例如细胞外介质(例如神经递质)或细胞内介质(例如离子或核苷酸)的结合而开启。还有其它离子通道通过与蛋白质例如G蛋白的相互作用而受到调节。

离子通道蛋白主要介导特定离子的透过性。例如，已鉴定出钠(Na⁺)、钾(K⁺)、氯(Cl^-)和钙(Ca²⁺)通道。离子通道主要负责产生细胞膜电位，该细胞膜电位为细胞膜相对侧的电荷差(B.Alberts等人，同上)。在动物细胞中，Na⁺和K⁺ATP酶保持细胞内低Na⁺浓度和细胞内高K⁺浓度。与这些ATP酶相反，K⁺渗漏通道允许K⁺离子顺K⁺浓度梯度移动而出细胞。以这种方式，几种离子通道共同促成细胞膜电位的形成。

电压门控离子通道和配体门控离子通道负责在包括大多数肌肉和神经细胞在内的电兴奋细胞中产生细胞膜动作电位(B.Albert，同上)。例如，通过由Na⁺经电压门控Na⁺通道内流而引起的细胞膜去极化触发动作电位。动作电位触发分泌细胞和神经元中激素和神经递质的释放；它们触发肌肉细胞的收缩并影响生物化学事件和基因表达水平。然而，应该注意，离子通道并不局限于可兴奋细胞。事实上，在多种不可兴奋细胞类型中存在电压门控Na⁺、K⁺或Ca²⁺通道(B.Alberts，同上)。

广泛多种载体蛋白和离子通道代表着丰富的药物试剂新靶点。已知许多化学品、化合物和配体影响载体蛋白和/或离子通道活性。而且调节载体蛋白和离子通道的试剂可制成用于治疗多种疾病、损伤或状况的药物组合物(S.A.N.Goldstein等人，1996，Neuron 16：913-919)。例如，调节ABC转运蛋白活性的试剂可用于治疗囊性纤维变性和/或癌症。调节Ca²⁺通道活性的试剂可用于治疗癫痫、焦虑和阿尔茨海默病。另外，调节Na⁺通道活性的试剂可用于治疗肌肉痉挛、斜颈、颤动、学习障碍、脑癌、疼痛和阿尔茨海默病。阻断Na⁺通道的试剂可用作局部麻醉剂。调节上皮Na⁺通道的试剂可用于治疗囊性纤维变性、哮喘和高血压。此外，调节K⁺通道活性的试剂可用于抵制缺氧和缺血性疾病以及高血压的损害效应，以及保护红细胞免受疟疾和镰状细胞病的损害(J.R.Enfeild等人，1995年，Pharmaceutical News 2：23-27)。

使用膜片钳分析技术可测量离子通道活性。Neher、Sakmann和Steinback在“The Extracellular Patch Clamp，A Method For ResolvingCurrents Through Individual Open Channels In BiologicalMembranes，”Pflueger Arch.375；219-278，1978，中概述了使用微量吸管电隔离一片膜以及研究电压钳状况下该膜片中的通道蛋白的总构思。他们发现，通过将含有乙酰胆碱(ACH)的吸管压在肌肉细胞膜表面上，可观测到电流的不连续跳动，这助于ACH活化的离子通道的开启和关闭。然而，由于吸管玻璃和膜间的密封阻抗(10-50兆欧)相对于通道阻抗(约10千兆欧姆)而言非常小，所以他们的工作受到限制。

然后发现，通过火抛光玻璃吸管以及当吸管接触细胞的表面时，对该吸管的内部施加轻微的吸力，可获得高电阻(1-100千兆欧姆)的密封。此技术将背景噪声降低了一个数量级，达到了可以研究生物学感兴趣的大部分通道的水平。此种改善的密封已被称为“千兆欧密封(giga-seal)”，并且吸管已被标记为“膜片吸管(patch pipette)”。由于Neher和Sakmann在发展膜片钳技术中的工作，他们被授予1991年诺贝尔生理和医学奖。

膜片钳技术代表着生物和医学中的重要发展。例如，该技术允许测量流经单离子通道蛋白的离子流，以及允许研究单离子通道对药物的响应。简言之，在标准膜片钳技术中，将薄玻璃吸管(具有直径一般约1μm的尖端)按压在细胞膜表面。该吸管尖端与细胞紧密密封，且隔离了微小片膜中的少许离子通道蛋白。可电测量这些通道的活性(单通道记录)，或备选地，将膜片破裂使得可测量整个细胞膜的通道活性(全细胞记录)。

在单通道记录和全细胞记录中，通过施加跨膜“电压钳”，可进一步分辨各通道亚型的活性。通过使用反馈环，该“电压钳”施加跨膜的电压梯度，这限制和控制整个通道活性并允许分辨个别通道亚型。

这种实验中的时间分辨率和电压控制给人留下深刻印象，通常为毫秒甚至微秒范围。然而，膜片钳技术作为药物筛选普通方法的主要障碍是每日可测试化合物的数量有限。另外，由于样品化合物变化速度缓慢以及膜片钳吸管所需要的空间精确度，进一步限制了该标准技术。

决定膜片钳技术通量的主要限制为灌注系统的性质，该灌注系统将溶解的测试化合物导引到细胞和膜片。在传统膜片钳装置中，细胞放置在大实验腔(0.2-2mL孔)，用生理盐水连续地灌注。然后，通过将入口改变成与小数量的溶液瓶连接的阀，来施加化合物。然而，此技术具有一些缺点。首先，一次可连接的不同化合物的数量受到瓶数量的限制。第二，由于时间和供应成本，支持测试所需要的液体和/或样品的体积仍为限速步骤。第三，改变细胞和片周围的溶质组合物所需要的时间仍然高。因此，存在一些尝试来增加膜片钳记录的通量能力。

用于局部应用化合物来激活神经递质所调节通道的复杂系统，如U毛细管和其它系统的开发降低了有效应用时间。然而，这些快速应用系统所交换的浴溶液的体积相当大，并导致每日筛选多个化合物的能力有限。这限制了这些方法在医药上的使用，这是因为在测试数万个化合物或不同浓度时所需要试剂成本过高。主要的原因在于，灌注U毛细管的进给系统的不灵活性以及低容量，其实际上与传统膜片钳试验所使用的系统相同。

Olesen等人(总称，“Olesen”)的美国专利号6,063,260、6,117,291和6,470,226公开了一种引起膜片吸管密封自细胞浴中自动选择细胞的计算机化电动机控制系统。然后，该吸管的尖端和细胞仍附着于灌注室以便于膜片钳测量。自动取样器控制着阀，该阀交替地将自多种来源的流体引入灌注室，其包括一种或多种测试化学溶液和冲洗液。灌注室中的导管从该室中吸出用过的流体。当细胞浸在测试溶液中时，可进行膜片钳测量。在Olesen中，灌注室不移动。而是，复杂的一组管和泵用于将测试化学品和冲洗浴抽入和抽出界面室。因此，不将细胞(和吸管)移动到不同的测试和冲洗溶液中，而是通过自动取样器将溶液加入到固定的细胞中。为了测试溶液最少化，Olesen将自动取样器置于非常靠近灌注室。当进行膜片钳测量时，必须特别注意以使自动取样器所引起的电干扰(和振动)最小。

Farb等人(“Farb”)的美国专利号6,048,722公开了一种自动膜片钳灌注系统，其用多个测试溶液和冲洗溶液灌注所密封细胞。测试溶液和冲洗溶液通过多筒的总管从多个储器中注入容纳所密封细胞的记录室中。一个阀控制着在特定时间哪一种溶液灌注细胞。同Olesen系统一样，Farb系统使溶液移动到细胞，而不是使细胞移动到溶液。

Weaver等人(“Weaver”)于2001年7月6日提交的美国申号09/900,627公开了一种不使用吸管尖端来附着细胞膜而测量细胞电性质的系统。而是，多孔表面上的多个孔与多处细胞膜连接并密封。多孔表面的一侧连接地电极，而另一侧连接测量电极。在多孔表面为微芯片的一实施方案中，每一细胞可附着到其自己的地电极和测量电极，从而使得可以进行特定的细胞测量。当将测试溶液施加到多孔表面一侧或多侧时，可测量所附着细胞的膜片钳记录。该系统可自动化，从而在一多孔板上同时测试多个多孔表面。

Norwood等人(“Norwood”)于2001年3月21日提交的美国专利申请号10/239,046(公布号US 2003/0139336 A1)提供了一种系统，其中膜片吸管与位于悬浮液体如从毛细管底部悬浮的液滴的液体-空气界面处的细胞连接。增加(或降低)管内的压力引起液体-空气界面的弯月面向外(或向内)凸出。由于细胞位于弯月面，因此通过调整内管压力可控制细胞位置。弯月面向外凸出引起细胞接触正好位于管下并且向上正对着弯月面的膜片吸管。一旦细胞接触到膜片吸管，吸管可形成千兆欧密封(千兆欧姆密封)以及“密封”细胞以准备膜片钳测量。在Norwood的系统中，细胞在被密封之前位于膜片吸管之外。此外，对控制和悬挂细胞液体的第二个管应用气压系统；不对膜片吸管本身施加气压。

仍然需要一种开展高通量筛选的更快、更便宜和/或更实用的方法。此类高通量筛选对于寻找和鉴别调节离子通道活性的试剂是非常宝贵的。反回来，此类试剂将用于治疗各种疾病，例如癌症、心脏病、囊性纤维变性、癫痫、疼痛、失明和耳聋。

发明简述

本发明提供一种自动药物处理和应用的系统，以及使用该系统来筛选化学品，例如药物。具体地，所述方法和系统可用于测量对离子通道转运的影响，同时提供高通量和低流体体积的要求。对于本发明的目的，“离子通道”指的是渗漏通道、电压门控通道、机械门控通道、配体门控通道以及任何其它类型的通道蛋白。

本发明的一实施方案降低了测试所需要的化学化合物的量。另一实施方案提供一种方法，由此可对单一细胞应用大量的筛选，导致筛选率增加。

另一实施方案提供一种系统以及使用该系统以便在整个筛选过程中保持细胞浸在液体中的方法。另一实施方案降低了处于膜片钳控制下围绕细胞膜的灌注液的平衡时间，这对于研究快速脱敏配体门控离子通道是必要的。

本发明的另一实施方案提供一种包括界面室的系统，其中所述界面室提供能够悬浮细胞的界面浴。所述系统尤其可应用于开展膜片钳技术的方法。

另一实施方案提供一种包括界面室的系统，其中通过千兆欧密封将一细胞贴附到毛细管上，并且其中所述界面室和毛细管可相对移动以致于所述毛细管可在所述界面室中滑动，所述界面室适合用于悬浮液体。

另一实施方案提供一种膜片钳系统，其包括：包括一电极的毛细管；以足于在毛细管与所述细胞的细胞膜间形成千兆欧密封的方式与所述毛细管连接的细胞；包括一电极的界面室，其中所述界面室和毛细管可相对移动，从而毛细管可在界面室中滑动，所述界面室可合适地成形以容纳和悬浮液体；用于测量所述电极间电流和电压中至少一种的设备；以及包括多个储器的板，其中至少一个储器包含测试化合物。

在一实施方案中，本发明提供一种测量细胞特性的方法，其包括将一细胞置于一界面室中，其中所述界面室在界面室的界面浴中悬浮所述细胞并且其中所述细胞贴附到毛细管上。然后测量细胞的一种或多种特性。

在另一实施方案中，本发明提供一种测量细胞特性的方法，其包括将一细胞置于一界面室中，其中所述细胞经千兆欧密封贴附到毛细管上并且其中所述界面室和毛细管可相对移动以致于毛细管可在界面室中滑动。然后测量细胞的一种或多种特性。

另一实施方案提供一种测量细胞特性的方法，其包括建立一个包括界面室的界面系统，其中以足于在毛细管和细胞间形成密封的方式将细胞贴附到毛细管上，并且其中所述界面室和毛细管可相对移动以致于毛细管可在界面室中滑动，所述界面室可合适地成形以便容纳和悬浮液体；建立测量所述电极间电流和电压中至少一种的手段；将界面系统转移至包含测试化合物的储器中；和测量流过所述细胞膜的电流。

另一实施方案提供一种将细胞贴附到毛细管上的方法。在毛细管内施加正压力。将所述毛细管插入细胞层。降低所述毛细管内的压力以在毛细管和特定细胞间形成千兆欧密封。在降低步骤之后，将毛细管从细胞层移开。在移开步骤之后，进一步降低毛细管内压力以便建立特定细胞的全细胞模式(whole cell configuration)。

本发明的前述的和其它的目的、优点和突出特征，通过下面对一些示例性实施方案的描述并结合附图而变得显而易见，其中在各附图中，相同的标号表示相同的元件。

附图说明

图1A-1C图解示例性膜片钳系统，其中绕组(coil)形界面室相对于细胞放置以形成界面系统。

图2A-2C显示根据本发明实施方案的高细胞密度盲法膜片钳。

图3图解包括一界面系统和多孔板的示例性膜片钳系统。

图4显示毛细管和细胞的示例性实施方案。

图5图解示例性界面系统。

图6显示使用图1A-1C系统的方法的流程图。

图7图解显示跨细胞膜的电流与时间的关系图。

图8图解显示峰电流和分部阻断与测试物质浓度的关系图。

图9图解显示跨细胞膜的电流与时间的关系图。

图10A-10B图解显示使用本发明的实施方案获得的离子通道电流测量结果图。

图11A-11B图解从稳定表达hERG通道的HEK293细胞所获得的离子电流图。

图12A-12B图解显示在稳定表达hERG通道的HEK293细胞中E4031对钾电流影响图。

发明详述

图1A-1C图解说明根据本发明的一实施方案的界面系统7。界面系统7包括：细胞10；可连接到细胞膜10a的毛细管2；可移动以围住毛细管尖端2a的界面室6；其连接到界面室6的杆8；和可浸没毛细管尖端2a的液体12。

如图1A所示，例如在显微机下可建立膜片钳技术的全细胞模式。在图1B中，绕组形界面室6可拉到越过电极尖端，并且细胞可浸在溶液中，形成界面系统7。在图1C中，界面系统7可从该溶液移开。

如图1B、1C和图3所示，“界面系统”7可包括毛细管2、以足以在毛细管2和细胞膜10a之间形成密封的方式贴附到毛细管尖端2a上的细胞10、和界面室6，界面室6围住毛细管尖端2a、细胞10和小体积的通过毛细力和/或液体的表面张力悬浮于界面室6中的液体26。液体26悬浮于界面室6的内部区域中。

毛细管2可以在一端或两端为中空的，并且优选地其形状为近似圆柱形。毛细管2可以在其尖端2a处有一开口。毛细管2可以为近似锥形。毛细管尖端2a可具有使其可附着细胞10如哺乳动物、昆虫、两栖动物或其它细胞的尺寸和形状。例如，毛细管尖端2a的开口可具有近似0.1到10微米的直径。

毛细管2可包括任何管状装置，或形状为管状的装置的任一部分。优选地，毛细管2包括膜片吸管。如本文所使用，术语“膜片吸管”指的是膜片钳技术中所使用的任何管，该管附着到细胞10并形成千兆欧密封。更优选地，毛细管2包括端部为锥形的、具有毛细管尖端2a的管，且被称作“微量吸管”。可将微量吸管尖端2a的开口构造成能附着到动物细胞10，例如哺乳动物细胞的细胞膜10a上。

图2A-2C显示根据本发明实施方案的高细胞密度盲法膜片钳。此高细胞密度盲法膜片钳可用于将细胞10附着到毛细管2。在一实施方案中，稳定表达hERG通道的细胞可通过传统方法酶解分离，收集到管中并离心。随后，将细胞收集到另一管中并允许沉淀形成密集细胞层11，例如深度为1-10mm，优选地深度为2-7mm，更优选地深度为3-5mm的层。上述的细胞层11的性质使得能够将膜片吸管2插入细胞，而不使吸管尖端2a破裂。例如，膜片吸管尖端2a可插入细胞层11中1-4mm深。这可实现膜片吸管的盲法操作，以及特定细胞10的细胞膜和膜片吸管2间高电阻紧密电连接(千兆欧密封)的盲法形成。下面描述实现其的一种方法。

首先，参考图2A，对膜片吸管2内施加正压。例如，正压力可以为900-1000mmHg(绝对值)。吸管2可置于管内并在细胞层11表面之上，例如表面之上10mm。

第二，参考图2B，将膜片吸管2插入细胞层11中。插入的深度可在毫米或微米的任何范围间变动。在图2B所示的例子中，深度可改变，例如在1mm和5mm间改变。改变压力(例如，改变到700mmHg)可引起自发形成吸管2和特定细胞10间的千兆欧密封。形成千兆欧密封后，膜片吸管2和附着到吸管尖端2a的细胞10可从细胞层11移开。然后，吸管2和细胞10可置于细胞层11之上，例如该层11之上10-15mm。

第三，参考图2C，通过改变该膜片吸管2内的压力，例如改变到600-650mmHg，可建立全细胞模式。此后，压力可保持在另一压力下，例如700-740mmHg的较高压力下，以确保膜片钳记录的稳定性。

应该注意，在图2A-2C所示的过程期间的任何时间点，界面室6可用于容纳细胞10和/或液体12。例如，在吸管2位于图2B所示位置时，界面室6可从液体12表面之上的、吸管2的轴上的一位置移动到液体12表面下的一位置，其中界面室6容纳细胞10，如图2C所示。这可在吸管2与细胞10形成千兆欧密封之后(或之前)发生。在一优选实施方案中，界面室6不插入细胞层11(图2B)，因为这可潜在地损害细胞并因此增加失败率。

一旦细胞10附着到膜片吸管2，其可移出细胞层11(图2C)，并且界面室6以覆盖所密封连接的细胞10的方式放置。然后，界面室6和吸管2可作为组合整体，即作为界面系统7移动，这保持细胞10、吸管2以及界面室6的相对位置。如果期望，现在可将界面系统7移出该管，并经空气安全地移入一种或多种不同的储器18。当期望避免细胞10暴露于空气中时，此方法或有关方法是优选的，这是因为界面室6能够带起包围细胞10的液体浴。

本发明的其它实施方案涉及使用例如图1B、1C和图3中的本发明的界面系统7来测量细胞10的特性的方法。该界面系统7包括毛细管2；以足以在毛细管2和该细胞10的细胞膜10a间形成密封的方式贴附于毛细管尖端2a的细胞10；和界面室6，界面室6围住毛细管尖端2a、细胞10和小体积的通过毛细力和/或液体的表面张力悬浮于界面室6中的液体26。

图3图解说明包括界面系统和多孔板的示例性膜片钳系统。该膜片钳系统可包括一多孔板16，该板16包括一个或多个储器18。如本文中所使用的，术语“储器”指的是能容纳小体积液体的任何表面。这包括孔和凹坑以及平的表面，其中小体积液体形成通过液体表面张力维持在一起的不同液滴。优选地，储器18可以容纳的液体的最小体积为1μL、5μL、10μL、50μL、100μL、200μL或500μL。优选地，储器18可以容纳的液体的最大体积为1mL、2mL、5mL或10mL。储器还可容纳这些最小值和最大值的组合，例如，储器18可容纳增加量的液体，例如5μL和2mL之间、或100μL和1mL之间以及增量间的增量。更优选地，储器18可容纳10μL和2mL之间的液体。更为优选地，储器18可容纳20μL和1mL之间的液体。储器18的每一个可含有一种或多种测试化合物20，或可含有中性溶液。该测试化合物20可包括药品，或者备选地其包括惰性液体，例如惰性水溶液或盐溶液。

优选地，界面室6包括电极，并且优选地毛细管尖端2a与细胞膜10a密封。在一实施方案中，界面系统7被转移至含有包含测试化合物20的溶液的储器18。优选地，电极4接到测量流经该电极4的电流的设备和/或测量跨电极4和另一参考如界面室6的电压的设备。可对所述电极施加外电流，以建立期望值的参考电压或电流。此外，在界面系统7置于包含测试化合物20的溶液之前和/或之后，可用电测量装置测量流过细胞膜10a的电流(和/或跨界面室6和电极4的电压)，该电测量装置包括在界面室6和电极4之间连接的电路。

在优选实施方案中，可以在细胞中测量一种或多种下列参数(例如，电性质)：电压钳中的电流、跨电极和/或跨细胞或细胞膜的电压、电阻、阻抗、电容、光学荧光、等离子共振(plasmon resonance)、机械共振、流动性和/或硬度。

在本发明的另一方面，可对同一细胞10进行进一步测试。在本发明的该方面，界面系统7移开储器18并通过将该界面系统7置于没有测试化合物的溶液20中以冲洗界面系统7。优选地，冲洗进行2-5次，从而残留在界面室6所含流体中的任何测试化合物被稀释到其对细胞10的活性水平之下。然后，界面系统7可转移至含有包含另一测试化合物20的溶液(或冲洗液)的另一储器18。备选地，若细胞10自同一测试化合物的较低浓度处移动到较高浓度处，则根据实验室的标准惯例可取消冲洗步骤。如上所述，可测量细胞、细胞膜或系统的电性质。根据需要重复该过程多次。

优选地，由一多孔或微量滴定板16提供储器18。为了本发明的目的，储器18应该是用于容纳液体的孔和凹坑以及平板阵列，其提供足够的表面张力以允许测试样品的聚结足够使界面室插入到储器18中。储器18可包括一种或多种不同的化合物。在本发明的一方面中，测试化合物20包括候选药物或活性试剂，例如通道或转运蛋白阻断剂或活化剂。例如，储器18可包含治疗癌症的药物溶液。测试化合物20还可包括惰性液体，例如惰性水溶液或盐溶液。

优选地，测量细胞10的特性所需要的测试化合物20的溶液体积小于5毫升。所需要的最小的体积可以为10μL、20μL、30μL、50μL和80μL以及这些体积之间的增量。所需要的最大体积可以为0.5mL、1mL、2mL和5mL以及这些体积之间的增量。测试溶液体积也可为这些最小值和最大值的任何组合；例如，体积可以是液体的增量，例如在30μL和0.5mL之间或在50μL和5mL之间。更优选地，体积在20μL和1mL间。例如，可以为一96孔板，其中每一孔设计成容纳0.3-0.35mL溶液。

本发明的一优点在于，其能够实现靶细胞10从一个储器18到另一储器的快速转移。界面系统7可简单地从一个储器18移出并插入到另一储器中。不需要耗时的化合物稀释和灌注系统调整操作。重要地是，通过灌注来替换含有细胞10的浴室中的容纳物的通常缓慢的步骤，被降低到将界面系统7从一储器18移到下一储器所花费的时间。此外，本发明消除了对附加管道系统或附件的需要，这极大地降低了成本和灌注系统内可能残留的残留物引起的意外污染。测试化合物20通常可附着到灌注系统所用的管道系统，因此需要清洁或替换管道系统。本发明的测试系统消除了此问题。

本发明的另一优点在于，当细胞10在界面系统7中时其提供了围绕细胞10的小的界面浴26体积，这确保了将细胞10从一储器18移动到另一储器时的小的稀释体积。例如，在一优选实施方案中，界面浴26的体积为储器18中溶液体积的1/50和3/10之间，以及这些体积间的任何增量。更优选地，界面浴26的体积小于储器18中溶液体积的2/10。

优选地，界面浴26可容纳增加量的液体，例如最小体积为0.02μL、0.1μL、0.2μL、1μL、2μL、5μL、10μL或20μL，以及这些体积间的任何增量。优选地，界面浴26可容纳的液体最大体积为0.03mL、0.05mL、0.1mL、0.5mL、1mL、2mL或5mL，以及这些体积间的任何增量。界面浴26还可容纳这些最小值和最大值的任何组合；例如，界面浴26可容纳2μL和0.5mL之间或10μL和0.05mL之间的液体。更优选地，界面浴26可容纳10μL和0.5mL之间的液体。甚至更为优选地，界面浴26可容纳0.02mL和0.03mL之间的液体。例如，界面浴26可具有0.02-0.03mL的体积并且储器溶液的体积可以为0.3-0.35mL。界面浴26的小体积进一步提供改善的平衡时间，这是因为界面浴26被化合物20快速稀释，并且由于可使用较小的浸浴液体积，因此节约测试化合物20。

另一优点在于，由于测试溶液和冲洗液应用时间快，本发明的一些实施方案可用于测量配体门控通道。此优点对于脱敏配体门控通道最明显，这是因为在其脱敏之前(即，在其降低至基线水平以下之前)检测离子电流。在此应用中，如上所述从表达合适配体门控通道的细胞获得记录。可溶性配体放置在板的孔中，当细胞移入孔中时，诱导出电流。孔还可包含测试化合物(除配体以外)，因此可检查化合物对配体门控通道的效应。

在本发明的另一方面中，使用图1和图3的界面系统7测量细胞10的特性的任何方法可以任选地通过计算机所控制的标准机器人和机械设备进行自动化。例如，机械系统可连接到毛细管2和杆8，并将界面系统7从一存储器18移动到另一存储器。此外，多个毛细管2可彼此相连，每一毛细管2带有与毛细管尖端2a密封的细胞。多个毛细管2和杆8可插入多个储器18。这允许同时测试多个细胞10。

图4显示根据本发明实施方案的毛细管2和细胞10的示例性实施方案。

对于本发明而言，毛细管2的长度不是关键的，只要毛细管2允许形成可与细胞10完全密封(优选千兆欧姆密封)的毛细管尖端2a即可。优选地，毛细管2可由不同的不导电材料例如塑料(例如聚苯乙烯)或玻璃制成。更优选地，毛细管2可由任何这样的材料制成：该材料与生物膜紧密结合、具有良好非传导特性、对于广泛的化学物质是惰性的并且容易清洁。例如，毛细管2可包括玻璃。

电极4在毛细管尖端2a内，并且连接到电子放大器。可将电极4设置成能测量跨细胞膜10a的电流。如本文所使用，术语“电极”指的是物理发送器或导体，其可将自毛细管溶液25(或细胞10)的电信号传导或传送到放大器。毛细管溶液25可传导细胞10和电极4间的电流。在这里，电极4可在(或部分在)毛细管2内。当电极4接触毛细管2内的毛细管溶液25时，毛细管2充当膜片电极。如本文所使用，术语“膜片电极”指的是还包括电极4的膜片吸管2，其全部附着到细胞10。因此，为了本发明的目的，术语“膜片电极”和“毛细管电极”可互换。

为了该申请的目的，电极4指的是用于测量(或影响)来自毛细管2内部的细胞电性质的结构(即“膜片电极”)。此结构可包括电极4以及溶液25。此结构4不同于用于测量(或影响)毛细管2之外的电性质的参比电极28。在毛细管尖端2a的千兆欧姆密封在两个电极4、28所影响范围间产生电屏障。

在一优选实施方案中，膜片电极2是微电极。如本文所使用，术语“微电极”指的是适当尺寸的用于记录来自各个细胞的信号的膜片电极2。

根据本发明的一实施方案，膜片电极2的尖端可接触细胞10，以形成膜片钳记录。如本文所使用，术语“膜片钳”指的是膜片电极的构造，其允许通过将膜片电极放置成与细胞膜的小区域接触，来记录来自生物膜的信号。该膜片钳可以为“全细胞膜片钳”，其指的是这样的膜片钳构造：其允许通过将膜片钳放置成与细胞膜的小区域接触，然后使细胞膜的该小区域(膜片)破裂，来记录来自整个细胞膜的信号。

当毛细管尖端2a接触细胞10的细胞膜10a时，在毛细管尖端2a和细胞10之间可形成密封。优选地，该密封足够紧，并且在细胞膜10a和毛细管尖端2a间获得超过1千兆欧姆、优选10千兆欧姆的电阻。本领域公知形成千兆欧姆密封的方法。

电极4可连接到测量跨电极4和另一参比电极，例如界面室6或参比电极28的电流和/或电压的测量设备。可将电极4设置成能测量跨与毛细管尖端2a接触的细胞10的膜10a的电压和/或电流，所述细胞10和毛细管尖端2a被包在包括电极的界面室6内。

返回到图1A-1C和图3，本发明的界面室6可以制作成包括空腔。优选地，腔具有的尺寸和形状使得表面张力和/或毛细力足以使液体26附着在界面室6内。优选地，界面室6可悬浮少至1μL以及多至1mL的液体。因此，界面室6可悬浮增加量的液体，例如1μL、5μL、10μL、20μL、50μL、100μL、200μL、500μL、750μL或1mL的液体，以及在该增量间的增量的液体。如本文所使用，术语“悬浮”指的是容纳或保持液体的能力。

在一些实施方案中，界面室6的腔比毛细管尖端2a的宽度宽，从而毛细管尖端2a可完全被围在界面室6内。优选地，界面室6形状为如图1A所示例的基本圆柱形的。界面室6可以包括任何固体材料。优选地，界面室6由传导性材料如金属组成。在一些实施方案中，界面室6具有充当参比电极28的能力。

在一优选实施方案中，界面室6可包括电极28，例如图1和图3所示例的金属绕组。因此，界面室6可具有两种功能，作为容纳液体26的界面室6，和作为用于膜片钳测量的参比电极28。优选地，绕组6、28具有1毫米到10毫米的直径。优选地，绕组的环间距离在0.01毫米到2毫米之间。

绕组形界面室/电极6、28的一个优点在于其提供最大的液体表面积，因此能够实现在界面室6内毛细力和/或表面张力保持液体26的最大效果。反过来，这提供对液体26的稳定参比电压测量(部分由参比电极28维持)，其帮助获得准确的膜片钳测量。

图5显示界面室6的另一实施方案。在此实施方案中，界面室6包括一管。该管6可以由塑料或另一种材料(例如另一种不导电材料)制成。参比电极28可以在管6之外。参比电极28可连接到管6。管6具有几乎等于(但稍微大于)毛细管2半径的半径，从而通过将毛细管2滑进管6(或管6滑进毛细管2)使毛细管2与管6连接。在插入时，管6和毛细管2之间的摩擦使它们连接在一起，这类似于笔与笔帽连接的方式。

在一优选实施方案中，杆8可连接到界面室6，如图1与图2所示。在一备选实施方案中，杆8和界面室6一起构成刚性部件设备。杆8由任何刚性材料构成。优选地，杆8适合于连接到机器上，从而该机器可通过移动杆8而控制界面室6的移动。优选地，杆8的表面由不导电材料如塑料或陶瓷构成，从而当人或机器接触杆8的表面时，其不影响界面室6的电性质。

在一些实施方案中，杆8具有内芯，其包括参比电极28或连接到参比电极28的导体。(因此，界面室6、杆8或界面室6和杆8两者可包括参比电极28。)杆8的一端可连接到界面室6，而另一端连接到电测量设备。

该电测量设备还可连接到电极4，从而该电测量设备、电极4和参比电极28为闭合线路的一部分。该闭合线路还可包括在界面室6内的细胞10和液体26。因此，杆8的内芯可使该电测量设备能够控制和/或监测界面室6的电性质，例如流过细胞膜10a的电流，或跨参比电极28和另一设备例如电极4的电压。

杆8可用于移动界面室6。在一优选实施方案中，杆8用于使界面室6沿毛细管2的轴线移动。以这种方式，毛细管2和界面室6的相对移动可引起毛细管尖端2a移动到界面室6内。在一实施方案中，杆8可用于使界面室6沿杆8的长度方向来回移动。例如，人或机器可移动杆8并且相应地移动与杆连接的界面室6。

杆8可通过紧固件22与毛细管2连接(图1C所示)，从而两者可容易地一起移动，而没有相对运动或具有少许相对运动。紧固件22可连接到毛细管2，和/或其可连接到杆8。紧固件22可包括任何将毛细管2与杆8相连的连接装置。以这种方式，毛细管尖端2a可置于相对界面室6的一固定位置。在一优选实施方案中，杆8、界面室6和紧固件22构成一刚性装置，该刚性装置可移动，但其部件部分没有相对运动或具有少许相对运动。此外，在一优选实施方案中，毛细管尖端2a的固定位置可接近或位于界面系统7的中央。

备选地，紧固件22可直接将毛细管2与界面室6相连。在此情况下，优选地，紧固件22由不导电材料构成，以避免影响界面室6的电性质。

若液体26悬浮在界面室6内，则毛细管尖端2a可在液体26内移动。备选地，若毛细管尖端2a已在液体浴12中，则界面室6可移动到液体浴12，从而界面室6可围住毛细管尖端2a和/或全部或部分液体浴12。当界面室6自液体浴12移开时，由于液体的表面张力和/或毛细力，界面室6的腔内包含来自液体浴12的全部或部分液体。包含在界面室6的腔中的此体积的液体26以下称作为“界面浴”26。

使用本发明系统可研究多种不同细胞类型。可研究的一些细胞的不完全目录包括：Jurkat淋巴瘤细胞；HEK293细胞；中国仓鼠卵巢(CHO)细胞(例如，包含离子通道/转运蛋白的细胞系)；自神经元组织的原代细胞，例如海马、神经节和神经内分泌细胞；骨骼肌；平滑肌；心肌；免疫细胞；血细胞；上皮细胞；内皮细胞；植物细胞；以及基因工程细胞。在本发明的一优选实施方案中，动物细胞10与毛细管2密封，且被测验。更优选地，该细胞包含位于其细胞膜10a中的天然的或通过公知的分子生物学技术人工导入的离子通道或转运蛋白。在一实施方案中，细胞10为哺乳动物细胞、昆虫细胞或两栖动物细胞。更优选地，该细胞为人类细胞。

图6图解显示根据本发明实施方案的、使用图1和图3的界面系统7的优选方法的流程图。

在步骤101中，如图1A所示，毛细管尖端2a附着到细胞10的细胞膜10a。附着时，细胞10可在液体浴12中。该附着可以以毛细管可附着到细胞的任何方式进行，其可涉及轻微的吸力和电压来密封毛细管尖端2a与细胞10。优选地，毛细管2以毛细管尖端2a覆盖细胞膜10a的一种或多种蛋白离子通道的方式贴到细胞10上。更优选地，通过更强的吸力和/或电压使毛细管尖端2a内的细胞膜10a的膜片破裂，以形成整个细胞膜10a的全细胞膜片记录。优选地，毛细管2包括电极4。优选地，界面室6包括绕组形电极。在此步骤中，界面室可在远离毛细管尖端2a的位置围住毛细管2。

在步骤102中，毛细管2和界面室6可彼此相对运动，从而界面室6围住毛细管尖端2a和贴到其上的细胞10。这可以通过移动与界面室6连接的杆8，从而界面室6沿毛细管2的轴线向毛细管尖端2a移动而实现，或者通过移动毛细管2，从而毛细管尖端2a和细胞11被界面室6围住来实现。当界面室6围住毛细管尖端2a和细胞10时，形成界面系统7。

在可选的步骤103中，用紧固件22将毛细管2(或毛细管支持物)和界面室6安装在一起，从而它们可以容易地一起移动，而没有相对运动具有少许相对运动。备选地，在此步骤103中，紧固件22可用于将毛细管2直接连接到界面室6。在此情况下，优选地，紧固件22由不导电材料构成，以避免影响界面室6的电性质。

在步骤104中，界面系统7从液体浴12移开，并且在该过程中优选地将一部分液体浴12移走并悬浮。应该注意，界面系统7作为组合整体移动；该系统7的部件可固定在一起，以促使它们作为一系统移动(如可选步骤103所述)，或者部件可同时一起移动，以使它们作为一个系统7移动。在界面室6的腔中悬浮的小体积的液体26为界面浴26，且其连续地围绕细胞10。优选地，界面浴26的毛细力和/或表面张力保持该液体不会通过界面室6中的任何间隙或孔泄漏。例如，若界面室6具有绕组的形状，那么界面浴26的表面张力会防止其通过绕组的环泄漏。在一优选实施方案中，当毛细管2和细胞10自液体浴12移开时，毛细管尖端2a将留在相对于界面室6和界面浴26的一个固定位置。

在可选的步骤105中，冲洗细胞10。此步骤可包括将界面系统7插入冲洗液例如中性水溶液中。优选地，该冲洗液不包含任何活性成分或测试药物。更确切地说，用冲洗液冲洗细胞10。冲洗液还可清除或代替悬浮在界面室6中的液体。如过程需要，在需要冲洗细胞10的任何时候，可进行此冲洗步骤；例如，在细胞10浸入含有测试化合物20的溶液之后，可冲洗细胞10。优选地，冲洗溶液被置于板16的储器18中。

在步骤106中，将细胞10插入储器18。优选地，该储器18含有测试溶液，例如候选药物20。

在步骤107中，测量跨电极4和细胞膜10a的电流和/或电压。

在可选的步骤108中，界面系统7自储器18移出，并且可选地按步骤105所述冲洗。

在可选的步骤109中，将界面系统7插入另一储器18中，并且对许多储器18重复该测量过程(可选地有冲洗步骤105)。优选地，每一储器18含有不同浓度的同一药物，或者备选地储器18含有相同或不同浓度的不同药物。使用包括电极的界面室6的一优点在于，由于界面室6中包含的溶液体积小，因此其使得药物扩散到细胞膜10a的效率最大化。使用相同的参比电极，并且随着溶液的变化而膜片吸管容量(capacitance)保持相同，这保持了记录的准确性。

实施例

实施例1

图7显示根据本发明一个实施例中九种4-AP浓度对DRG神经元中的外向钾电流的影响。显示了跨膜片钳测量电极和细胞的电流与时间的关系。通过常规方法获得全细胞记录测量。按以上步骤101-103，界面室移动到围绕该细胞。当细胞处于含有正常盐(对照)溶液的孔中时，记录电流的测量结果。然后，将细胞从正常盐溶液移动到含有浓度增加的(增加的增量自0mM到10mM)K⁺通道阻断剂4-AP的孔中。对于每一测量，细胞保持在-50mV，以前脉冲阶跃到-100mV达400ms，然后对于测试阶跃到+40 mV。在测试脉冲之后，细胞被再极化到-60mV。每10秒进行扫描，并且每一孔扫描5次。在短时间如2秒内，界面从一孔移动到下一孔。

显示了因K⁺流出细胞而引起的外向电流。在所测试的最高浓度下，没有保持任何失活电流，而存在明显的未失活(持续)电流。如所示，浓度增加的K⁺通道阻断剂4-AP降低了通过细胞膜的电流。降低的电流与4-AP的预期阻断效果是一致的。峰电流(每一测量结果图左边的尖峰)和端电流(对于每一测量的电流最终值)随着4-AP浓度增加而降低。

实施例2

图8图解显示根据本发明一个实施例中分部阻断的峰电流与测试物质浓度的关系图。在图8中，自实施例1的峰电流(图7)显示为分部阻断与测试物质4-AP浓度的关系。如所示，如所预期随着4-AP浓度增加，峰电流降低。所示的剂量反应曲线说明，此系统具有准确地测量多浓度测试物质的能力。

实施例3

图9显示根据本发明一个实施例中，跨膜片钳测量电极的电压变化的测量结果与时间的关系。在全细胞模式中，从CHO细胞膜获得记录。界面室在该细胞周围移动，并固定到电极(步骤102和103)。在记录期间，细胞自5mM KCl移动到20mM KCl。此操作由于钾梯度跳变而改变了跨该膜的电压。如所示，在约0.2秒内，电压达到稳定状态，该响应时间(即溶液交换)比设计用于筛选的现有技术系统和方法的响应时间更快。

实施例4

图10A-10B图解显示使用本发明实施方案获得的离子通道电流测量结果图。在此实施例中，根据图2A-2C所示方法，细胞附着到吸管上。在图10A中，显示了从稳定表达hERG通道的HEK293细胞所获得的离子电流的代表性记录。细胞保持在-80mV。通过以20mV阶跃的从-60mV到80mV的1秒测试电压，接着-100mV的1秒超极化脉冲，诱导出外向钾电流。扫描间隔时间为10秒。在图10B中，对于hERG通道，显示G/Gmax(电导系数/最大电导系数)曲线。数据表示为平均值±SD，其中样品测量数为7。

实施例5

图11A-11B图解显示从稳定表达hERG通道的HEK293细胞所获得的离子电流图。在此实施例中，根据图2A-2C所示方法，将细胞附着到吸管上。在图11A中，显示电流迹线。在图11b中显示相应的尾电流-电压曲线。在获得这些测量结果时，细胞保持在-80mV。通过+40mV的1秒测试电压，接着以10mV阶跃的在-100mV和-20mV之间的2秒超极化脉冲，诱导出外向钾电流。对于这些测量的扫描时间间隔为10秒。

实施例6

图12A-12B图解显示E4031对稳定表达hERG通道的HEK293细胞中钾电流的影响。在此实施例中，根据图2A-2C所示方法，将细胞附着到吸管上。在图12A中，显示出对照细胞的电流迹线。在图12B中，显示出应用5毫摩尔E4031溶液之后的细胞的电流迹线。细胞保持在-80mV。通过+40mV的1秒测试电压，接着以0.1Hz应用-100mV的2秒超极化脉冲，诱导出外向钾电流。

实施例7

本领域的技术人员也可使用与以上方法类似的方法从配体门控通道获得数据。将足以打开所研究通道的配体浓度加到孔中，当将细胞插入孔中时可获得离子电流。可以看到，数据迹线与实施例3中对于具有快速门控动力学的通道的数据迹线十分类似。此技术可用于任何配体门控通道，包括响应谷氨酸、GABA和乙酰胆碱的通道。

应该理解，本文所示和所述的本发明的具体实施方案仅是示例性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以想到许多变体、变化、替换物和等效物。具体地，本申请中使用的术语应该根据相关应用中所使用的相似术语做广义地理解。此外，应该认识到，使用来自所述的一个实施方案的多种特征和来自另一实施方案的特征会落在本领域的技术人员技能范围内。因此意图为，本文所述以及附图所示的所有主题应该被认为仅是示例性的，而非限制性的，并且本发明的范围仅由所附权利要求书决定。

Claims (37)

1.一种包括界面室的系统，其中所述界面室提供能够悬浮细胞的界面浴。

2.如权利要求1所述的系统，其还包括含有电极的吸管，所述吸管与所述细胞连接。

3.如权利要求3所述的系统，其中所述界面室是电极。

4.一种包括界面室的界面系统，其中细胞在千兆欧密封界面与毛细管连接，并且其中所述界面室和毛细管可相对移动从而毛细管可在界面室中滑动，所述界面室适于悬浮液体。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述微量吸管包括电极。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述界面室是电极。

7.如权利要求6所述的系统，其中杆与所述界面室相连。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述界面室形状基本上为圆柱形。

9.如权利要求6所述的系统，其中所述界面室为绕组。

10.如权利要求6所述的系统，其中所述界面室适于悬浮体积不大于100μL的液体。

11.如权利要求6所述的系统，其中所述细胞为哺乳动物细胞。

12.如权利要求6所述的系统，其还包括用于测量所述电极间电流和电压中至少一种的设备。

13.如权利要求12所述的系统，其还包括记录装置，其用于记录由界面室电极和毛细管电极中至少一个所测量出的电压和电流中的至少一种。

14.一种膜片钳系统，其包括：

a)包括电极的毛细管；

b)以足于在所述毛细管和所述细胞的细胞膜间形成千兆欧密封的方式与毛细管连接的细胞；

c)包括电极的界面室，其中所述界面室和毛细管可相对移动从而毛细管可在界面室中滑动，所述界面室被适宜制作成可容纳和悬浮液体；

d)用于测量所述电极间电流和电压中至少一种的设备；以及

e)包含多个储器的板，其中至少一个储器含有测试化合物。

15.一种测量细胞特性的方法，其包括：

a)将细胞置于界面室中，其中所述界面室在界面浴中悬浮所述细胞，并且其中所述细胞贴附到毛细管上；以及

b)测量所述细胞的一种或多种特性。

16.一种测量细胞特性的方法，其包括：

a)将细胞置于界面室中，其中所述细胞经千兆欧密封贴附到毛细管上，并且其中所述界面室和毛细管可相对移动从而毛细管可在界面室中滑动；以及

b)测量所述细胞的一种或多种特性。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述界面室是电极。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述界面室电极和微量吸管电极被设置成测量跨细胞膜的电流。

19.如权利要求17所述的方法，其中所述界面室与杆相连，其还包括使用杆使界面室沿毛细管的轴移动。

20.如权利要求17所述的方法，其中所述细胞为哺乳动物细胞。

21.如权利要求17所述的方法，其还包括：

a)将所述界面系统转移至储器中，其中储器含有测试化合物溶液；以及

b)测量流过细胞膜的电流。

22.如权利要求21所述的方法，其中测试化合物溶液体积小于350μL。

23.如权利要求21所述的方法，其中所述储器为布置在板上的多个储器之一。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述多个储器含有一种或多种不同的测试化合物。

25.如权利要求24所述的方法，其还包括对所述多个储器重复所述的转移和测量步骤，其中在每一测量步骤之前，将所述界面系统转移至一个不同的储器中。

26.如权利要求25所述的方法，其中在至少一个转移步骤之前，冲洗界面系统。

27.如权利要求21所述的方法，其中一个或多个步骤是自动化的。

28.如权利要求16所述的方法，其还包括测量通过所述细胞膜中的一种或多种配体门控通道的电流。

29.如权利要求28所述的方法，其中配体门控通道响应选自谷氨酸、GABA和乙酰胆碱的化合物。

30.如权利要求16所述的方法，其还包括测量通过细胞膜中的一种或多种电压门控通道的电流。

31.一种测量细胞特性的方法，其包括：

a)建立包括界面室的界面系统，其中以足于在毛细管和细胞间形成密封的方式将细胞贴附到毛细管上；并且其中所述界面室和毛细管可相对移动从而毛细管可在界面室中滑动，所述界面室被适宜制作成可容纳和悬浮液体；

b)建立用于测量所述电极间电流和电压中至少一种的装置；

c)将界面系统转移至含有测试化合物的第一个储器中；以及

d)测量流过细胞膜的电流。

32.如权利要求31所述的方法，其还包括对一个或多个不同储器重复转移和测量步骤，其中在每一测量步骤之前将界面系统转移至一个不同的储器中。

33.如权利要求32所述的方法，其中在界面室从一个储器转移至另一储器期间，毛细管电极的未补偿的容量保持基本相同。

34.一种将细胞附着到毛细管上的方法，其包括：

a)在毛细管内施加正压力；

b)将毛细管插入密集的细胞层，其中所述毛细管插在适合于将一细胞附着到毛细管而不使毛细管尖端断裂的深度；以及

c)降低毛细管内的压力，以在毛细管和细胞间形成千兆欧密封。

35.如权利要求34所述的方法，其还包括：

a)从细胞层移开毛细管；以及

b)进一步降低毛细管内的压力，以建立细胞的全细胞模式。

36.一种将细胞附着到毛细管上的方法，其包括：

a)在毛细管内应用约900-1000mm Hg(绝对值)的正压力；

b)将毛细管插入密集的细胞层；

c)将毛细管内的压力降低到约700mm Hg，以在毛细管和细胞之间形成千兆欧密封；

d)将毛细管从细胞层移开；以及

e)将毛细管内的压力进一步降低到约600-650mm Hg，以建立细胞的全细胞模式。

37.一种测量细胞特性的方法，其包括：

a)将细胞置于界面室中，其中所述界面室在界面室的界面浴中将所述细胞悬浮，并且其中根据权利要求34或35所述的方法将所述细胞贴附到毛细管上；

b)测量细胞的一种或多种特性。

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