不同的全自動膜片鉗技術(shù)所采用的原理如PopulationPatchClamp技術(shù)∶同SealChip技術(shù)一樣，完全摒齊了玻璃電極,，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(shù)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(shù)很小。美國Axon（MDS）公司采用這一技術(shù)研發(fā)出了全自動高通量的lonWorksQuattro系統(tǒng),，成為藥物初期篩選的金標(biāo)準(zhǔn)離子通道是一種特殊的膜蛋白,，它橫跨整個膜結(jié)構(gòu)，是細胞內(nèi)部與部外聯(lián)系的橋梁和細胞內(nèi)外物質(zhì)交換的孔道,。美國雙電極膜片鉗蛋白質(zhì)分子水平

把膜電位鉗位電壓調(diào)到-80--100mV,，再用鉗位放大器的控制鍵把全細胞瞬態(tài)充電電流調(diào)定至零位（EPC-10的控制鍵稱為C-slow和C-series;Axopatch200標(biāo)為全細胞電容和系列電阻）。寫下細胞的電容值Cc和未補整的系列電阻值Rs,，用于消除全細胞瞬態(tài)電流,，計算鉗位的固定時間（即RsCc），然啟根據(jù)歐姆定律從測定脈沖電流的振幅算出細胞的電阻RC,。緩慢調(diào)節(jié)Rs旋鈕注意測定脈沖反應(yīng)的變化,，逐漸增加補整的比例。如果RS補整非常接近振蕩的閾值,，RS或Cc的微細變化都會達到震蕩的閾值,，產(chǎn)生電壓的振蕩而使細胞受損。因此應(yīng)當(dāng)在RS補整水平寫不穩(wěn)定閾值之間留有10%-20%的余地為安全,。準(zhǔn)備資料收集和脈沖序列的測定,。美國雙電極膜片鉗單細胞神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、腺體的分泌,、肌肉的運動,、學(xué)習(xí)和記憶。

一,、記錄設(shè)備首先，盡可能完善膜片鉗記錄設(shè)備是實驗前的重要步驟,，如用模型細胞測定電子設(shè)備,、安裝并測試應(yīng)用軟件、調(diào)節(jié)光學(xué)顯微鏡,、檢驗防震工作臺等,。二、微電極的制備膜片鉗電極是用外徑為1-2mm的毛細玻璃管拉制成的,。標(biāo)準(zhǔn)的毛細玻璃管（外經(jīng)1.5mm,，管壁厚0.3mm）適合于制作單通道記錄的微電極,，而全細胞記錄則應(yīng)選管壁較薄（0.16mm）的毛細玻璃管,，這樣可以使電極阻抗較低,。三、封接（Sealing）技術(shù)封接（seal）是膜片鉗記錄的關(guān)鍵步驟之一,。封接不好噪聲太大必然影響細胞膜電信號的記錄,，一般要求封接阻抗至少20GΩ才可進行常規(guī)記錄。為了形成良好封接必須保持清潔的溶液,、良好的視野以及適當(dāng)?shù)碾姌O鍍膜,。為了獲得較好的"千兆歐封接"，細胞表面必須裸露以便微電極前列能接觸細胞,，細胞的大小也是成功記錄的個因素,，一般選擇10-20um的細胞比較理想。

膜片鉗放大器是整個實驗系統(tǒng)中的主要,，它可用來作單通道或全細胞記錄,，其工作模式可以是電壓鉗，也可以是電流鉗,。從原理來說,，膜片鉗放大器的探頭電路即I-V變換器有兩種基本結(jié)構(gòu)形式，即電阻反饋式和電容反饋式,，前者是一種典型的結(jié)構(gòu),，后者因用反饋電容取代了反饋電阻，降低了噪聲,，所以特別適合較低噪聲的單通道記錄,。由于供膜片鉗實驗的專門的計算機硬件及相應(yīng)的軟件程序的相繼出現(xiàn)，使得膜片鉗實驗操作簡便,、效率提高,。如與EPC-9型膜片鉗放大器（內(nèi)含ITC-16數(shù)據(jù)采集/接口卡）配套使用的軟件PULSE/PULSEFIT，它既可產(chǎn)生刺激波形,，控制數(shù)據(jù)采集,，又可分析數(shù)據(jù)，同時具有用于膜電容監(jiān)測的鎖相放大器,，多種軟件功能集成于一體,。細胞是動物和人體的基本組成單元，細胞與細胞內(nèi)的通信,是依靠其膜上的離子通道進行的,。

離子通道結(jié)構(gòu)研究∶目前,，絕大多數(shù)離子通道的一級結(jié)構(gòu)得到了闡明但根本的還是要搞清楚各種離子通道的三維結(jié)構(gòu)，在這方面,，美國的二位科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克麥金農(nóng)做出了一些開創(chuàng)性的工作,，他們到用X光繞射方法得到了K離子通道的三維結(jié)構(gòu),，二位因此獲得2003年諾貝系化學(xué)獎。有關(guān)離子通道結(jié)構(gòu)不是本PPT的重點,，可參考楊寶峰的<離子通道藥理學(xué)>和Hill的<lonicChannelsOfExcitableMembranes》,。對離子通道功能的研究，主要采用記錄離子通道電流來間接反映離子通道功能,，目前有如下兩種技術(shù)：電壓鉗技術(shù)（VoltageClamp）,，膜片鉗（patchclamp）技術(shù)。浸溶細胞溶液和微電極玻璃管內(nèi)的填充液成分對全細胞膜片鉗記錄也是很重要的內(nèi)容,。美國雙電極膜片鉗蛋白質(zhì)分子水平

脂質(zhì)層電導(dǎo)很低,，由于雙分子層的結(jié)構(gòu)特點，形成了細胞的膜電容,，通道蛋白開閉狀況主要決定了膜電導(dǎo)的數(shù)值,。美國雙電極膜片鉗蛋白質(zhì)分子水平

電壓鉗的原理∶用兩根前列直徑0.5um的電極插入細胞內(nèi)，一根電極用作記錄電極以記錄跨膜電位,，用另一根電極作為電流注入電極,，以固定膜電位。從而實現(xiàn)固定膜電位的同時記錄膜電流,。電位記錄電極引導(dǎo)的膜電位（Vm）輸入電壓鉗放大器的負輸入端,，而人為控制的指令電位（Vc）輸入正輸入端，放大器的正負輸入端子等電位,，向正輸入端子施加指令電位（Vc）時,，經(jīng)過短路負端子可使膜片等電較，即Vm=Vc,，從而達到電位鉗制的目的,，并可維持一定的時間。Vc的不同變化將導(dǎo)致Vm的變化,，從而引起細胞膜上電壓依賴性離子通道的開放,，通道開放引起的離子流反過來又引起Vm的變化，致使Vm≠Vc,，Vc與Vm的任何差值都會導(dǎo)致放大器有電壓輸出,，將相反極性的電流注入細胞，以使Vc=Vm,，注入電流的大小與跨膜離子流相等,，但方向相反。因而注入的電流被認為是標(biāo)本興奮時的跨膜電流值（通道電流）,。美國雙電極膜片鉗蛋白質(zhì)分子水平

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