膜片鉗技術(shù)的創(chuàng)立取代了電壓鉗技術(shù),，是細(xì)胞電生理研究的一個(gè)飛躍，使得離子通道的研究,，從宏觀深入到微觀,，使昔日的“肉湯生理學(xué)(brothphysiology)”與“閃電生理學(xué)(lightningphysiology)”在分子水平上結(jié)合起來(lái)，使人們對(duì)膜通道的認(rèn)識(shí)耳目一新,。當(dāng)前,，生理學(xué)、生物物理學(xué),、生物化學(xué),、分子生物學(xué)和藥理學(xué)等多種學(xué)科正在把膜片鉗技術(shù)和膜通道蛋白重組技術(shù)、同位素示蹤技術(shù)和光譜技術(shù)等非電生理技術(shù)結(jié)合起來(lái),，協(xié)同對(duì)離子通道進(jìn)行較全的研究。不少實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)將基因工程與膜片鉗技術(shù)結(jié)合起來(lái),，把通道蛋白有目的地重組于人工膜中進(jìn)行研究,。設(shè)想將合成的通道蛋白分子接種入機(jī)體以替換有缺陷和異常的通道的功能而達(dá)到的目的。Neher創(chuàng)膜片鉗的膜電容檢測(cè)與碳纖電極電化學(xué)檢測(cè)聯(lián)合運(yùn)用的技術(shù),。芬蘭膜片鉗細(xì)胞功能特性

高阻封接技術(shù)還明顯降低了電流記錄的背景噪聲,，從而戲劇性地提高了時(shí)間、空間及電流分辨率,，如時(shí)間分辨率可達(dá)10μs,、空間分辨率可達(dá)1平方微米及電流分辨率可達(dá)10-12A。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來(lái)自于膜片鉗放大器本身外,，主要還是信號(hào)源的熱噪聲,。信號(hào)源如同一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻，其熱噪聲為σn=4Kt△f/R式中σn為電流的均方差根,，K為波爾茲曼常數(shù),，t為溫度，△f為測(cè)量帶寬,，R為電阻值,。可見(jiàn),，要得到低噪聲的電流記錄,，信號(hào)源的內(nèi)阻必需非常高。如在1kHz帶寬,，10%精度的條件下,，記錄1pA的電流，信號(hào)源內(nèi)阻應(yīng)為2GΩ以上,。電壓鉗技術(shù)只能測(cè)量?jī)?nèi)阻通常達(dá)100kΩ～50MΩ的大細(xì)胞的電流,，從而不能用常規(guī)的技術(shù)和制備達(dá)到所要求的分辨率,。日本雙電極膜片鉗專題膜片鉗技術(shù)的建立，對(duì)生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革,。

膜片鉗在通道研究中的重要作用用膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開(kāi)閉時(shí)程,、區(qū)分離子通道的離子選擇性、同時(shí)可發(fā)現(xiàn)新的離子通道及亞型,，并能在記錄單細(xì)胞電流和全細(xì)胞電流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出細(xì)胞膜上的通道數(shù)和開(kāi)放概率,，還可以用以研究某些胞內(nèi)或胞外物質(zhì)對(duì)離子通道開(kāi)閉及通道電流的影響等。同時(shí)用于研究細(xì)胞信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞分泌機(jī)制,。結(jié)合分子克隆和定點(diǎn)突變技術(shù),，膜片鉗技術(shù)可用于離子通道分子結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能關(guān)系的研究。利用膜片鉗技術(shù)還可以用于藥物在其靶受體上作用位點(diǎn)的分析,。如神經(jīng)元煙堿受體為配體門(mén)控性離子通道,，膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)通過(guò)記錄煙堿誘發(fā)電流，可直觀地反映出神經(jīng)元煙堿受體活動(dòng)的全過(guò)程,，包括受體與其激動(dòng)劑和拮抗劑的親和力,，離子通道開(kāi)放、關(guān)閉的動(dòng)力學(xué)特征及受體的失敏等活動(dòng),。使用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)觀察拮抗劑對(duì)煙堿受體激動(dòng)劑量效曲線的影響,，來(lái)確定其作用的動(dòng)力學(xué)特征。然后根據(jù)分析拮抗劑對(duì)受體失敏的影響,，拮抗劑的作用是否有電壓依賴性,、使用依賴性等特點(diǎn)，可從功能上區(qū)分拮抗劑在煙堿受體上的不同作用位點(diǎn),，即判斷拮抗劑是作用在受體的激動(dòng)劑識(shí)別位點(diǎn),，離子通道抑或是其它的變構(gòu)位點(diǎn)上。

膜片鉗技術(shù)與其它技術(shù)相結(jié)合Neher等**將膜片鉗技術(shù)與Fura2熒光測(cè)鈣技術(shù)結(jié)合,，同時(shí)進(jìn)行如細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度,、細(xì)胞膜離子通道電流及細(xì)胞膜電容等多指標(biāo)變化的快速交替測(cè)定，這樣便可得出同一事件過(guò)程中,，多種因素各自的變化情況,，進(jìn)而可分析這些變化間的相互關(guān)系。Neher將可光解出鈣離子的鈣螯合物引入膜片鉗技術(shù),，進(jìn)而可以定量研究鈣離子濃度與分泌率的關(guān)系及比較大分泌率等指標(biāo),。他又創(chuàng)膜片鉗的膜電容檢測(cè)與碳纖電極電化學(xué)檢測(cè)聯(lián)合運(yùn)用的技術(shù)。之后又將光電聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)與碳纖電極電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)首先結(jié)合起來(lái),。這種結(jié)合既能研究分泌機(jī)制,，又能鑒別分泌物質(zhì)，還能互相彌補(bǔ)各單種方法的不足,。Eberwine等于1991年首先將膜片鉗技術(shù)與RT-PCR技術(shù)結(jié)合起來(lái)運(yùn)用,，可對(duì)形態(tài)相似而電活動(dòng)不同的結(jié)果作出分子水平的解釋,，從此開(kāi)始了膜片鉗與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的時(shí)代∶基因重組技術(shù)，膜通道蛋白重建技術(shù),。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,、腺體的分泌、肌肉的運(yùn)動(dòng),、學(xué)習(xí)和記憶,。

膜片鉗技術(shù)原理：膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極吸管把只含1-3個(gè)離子通道、面積為幾個(gè)平方微米的細(xì)胞膜通過(guò)負(fù)壓吸引封接起來(lái)（見(jiàn)右圖）,，由于電極前列與細(xì)胞膜的高阻封接,，在電極前列籠罩下的那片膜事實(shí)上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離，因此,，此片膜內(nèi)開(kāi)放所產(chǎn)生的電流流進(jìn)玻璃吸管,，用一個(gè)極為敏感的電流監(jiān)視器（膜片鉗放大器）測(cè)量此電流強(qiáng)度，就單一離子通道電流膜片鉗技術(shù)的建立,，對(duì)生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革,。這是一種以記錄通過(guò)離子通道的離子電流來(lái)反映細(xì)胞膜單一的（或多個(gè)的離子通道分子活動(dòng)的技術(shù)。些技術(shù)的出現(xiàn)自然將細(xì)胞水平和分子水平的生理學(xué)研究聯(lián)系在一起,，同時(shí)又將神經(jīng)科學(xué)的不同分野必然地融匯在一起，改變了既往各個(gè)分野互不聯(lián)系,、互不滲透,，阻礙人們較全認(rèn)識(shí)能力的弊端。這一技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和基因克隆技術(shù)并架齊驅(qū),，給生命科學(xué)研究帶來(lái)了巨大的前進(jìn)動(dòng)力?，F(xiàn)代膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。雙電極膜片鉗廠家

維持細(xì)胞正常形態(tài)和功能完整性,。芬蘭膜片鉗細(xì)胞功能特性

內(nèi)面向外膜片(inside-outpatch)高阻封接形成后,，在將微管電極輕輕提起，使其與細(xì)胞分離,，電極端形成密封小泡,，在空氣中短暫暴露幾秒鐘后，小泡破裂再回到溶液中就得到“內(nèi)面向外”膜片,。此時(shí)膜片兩側(cè)的膜電位由固定電位和電壓脈沖控制,。浴槽電位是地電位，膜電位等于玻管電位的負(fù)值,。如放大器的電流監(jiān)視器輸出是非反向的,，則輸出將與膜電流(Im)的負(fù)值相等。外面向外膜片(out-sidepatch)高阻封接形成后,，繼續(xù)以負(fù)壓抽吸,，膜片破裂再將玻管慢慢地從細(xì)胞表面垂直地提起,，斷端游離部分自行融合成脂質(zhì)雙層，此時(shí)高阻封接仍然存在,。而膜外側(cè)面接觸浴槽液,。這種膜片形式應(yīng)測(cè)膜片電阻，并消除漏電流和電容電流,。整個(gè)過(guò)程要當(dāng)心是否形成囊泡,。如果浴槽保持地電位水平，膜電位即與玻管電位相等,。如放大器是非反向的,，放大器的輸出將與Im值相等。芬蘭膜片鉗細(xì)胞功能特性

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