膜片鉗技術(shù)的創(chuàng)立取代了電壓鉗技術(shù),，是細胞電生理研究的一個飛躍，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(brothphysiology)”與“閃電生理學(lightningphysiology)”在分子水平上結(jié)合起來，使人們對膜通道的認識耳目一新,。當前,，生理學、生物物理學,、生物化學,、分子生物學和藥理學等多種學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,，協(xié)同對離子通道進行較全的研究,。不少實驗室已經(jīng)將基因工程與膜片鉗技術(shù)結(jié)合起來，把通道蛋白有目的地重組于人工膜中進行研究,。設(shè)想將合成的通道蛋白分子接種入機體以替換有缺陷和異常的通道的功能而達到的目的,。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細胞膜單一的或多個的離子通道分子活動的技術(shù)。膜片鉗專題

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間,、空間及電流分辨率，如時間分辨率可達10μs,、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達10-12A,。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來自于膜片鉗放大器本身外，主要還是信號源的熱噪聲,。信號源如同一個簡單的電阻,，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為測量帶寬，R為電阻值,?？梢姡玫降驮肼暤碾娏饔涗?，信號源的內(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,，信號源內(nèi)阻應(yīng)為2GΩ以上,。電壓鉗技術(shù)只能測量內(nèi)阻通常達100kΩ～50MΩ的大細胞的電流，從而不能用常規(guī)的技術(shù)和制備達到所要求的分辨率,。進口腦片膜片鉗電壓鉗制而由通道蛋白介導(dǎo)的膜電導(dǎo)構(gòu)成了膜反應(yīng)的主動成分,，它的電流電壓關(guān)系是非線性的。

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熒光測鈣技術(shù)結(jié)合,，同時進行如細胞內(nèi)熒光強度,、細胞膜離子通道電流及細胞膜電容等多指標變化的快速交替測定，這樣便可得出同一事件過程中,，多種因素各自的變化情況,，進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。他又創(chuàng)膜片鉗的膜電容檢測與碳纖電極電化學檢測聯(lián)合運用的技術(shù),。之后又將光電聯(lián)合檢測技術(shù)與碳纖電極電化學檢測技術(shù)首先結(jié)合起來,。這種結(jié)合既能研究分泌機制，又能鑒別分泌物質(zhì),，還能互相彌補各單種方法的不足,。Eberwine等于1991年首先將膜片鉗技術(shù)與RT-PCR技術(shù)結(jié)合起來運用，可對形態(tài)相似而電活動不同的結(jié)果作出分子水平的解釋,，從此開始了膜片鉗與分子生物學技術(shù)相結(jié)合的時代∶基因重組技術(shù),，膜通道蛋白重建技術(shù)。

對電極持續(xù)施加一個1mV,、10～50ms的階躍脈沖刺激,，電極入水后電阻約4～6MΩ，此時在計算機屏幕顯示框中可看到測試脈沖產(chǎn)生的電流波形,。開始時增益不宜設(shè)得太高,，一般可在1～5mV/pA，以免放大器飽和,。由于細胞外液與電極內(nèi)液之間離子成分的差異造成了液結(jié)電位,，故一般電極剛?cè)胨畷r測試波形基線并不在零線上，須首先將保持電壓設(shè)置為0mV,，并調(diào)節(jié)“電極失調(diào)控制“使電極直流電流接近于零,。用微操縱器使電極靠近細胞，當電極前列與細胞膜接觸時封接電阻指示Rm會有所上升,，將電極稍向下壓,，Rm指示會進一步上升。通過細塑料管向電極內(nèi)稍加負壓,，細胞膜特性良好時,，Rm一般會在1min內(nèi)快速上升,，直至形成GΩ級的高阻抗封接。一般當Rm達到100MΩ左右時,，電極前列施加輕微負電壓(-30～-10mV)有助于GΩ封接的形成,。此時的現(xiàn)象是電流波形再次變得平坦，使電極超極化由-40到-90mV,，有助于加速形成封接,。為證實GΩ封接的形成，可以增加放大器的增益,，從而可以觀察到除脈沖電壓的首尾兩端出現(xiàn)電容性脈沖前列電流之外,，電流波形仍呈平坦狀。封接是膜片鉗記錄的關(guān)鍵步驟之一,。

膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇,，兩者的區(qū)別關(guān)鍵在于：①膜電位固定的方法不同；②電位固定的細胞膜面積不同,，進而所研究的離子通道數(shù)目不同,。電壓鉗技術(shù)主要是通過保持細胞跨膜電位不變，并迅速控制其數(shù)值,，以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況,。因此只能用來研究整個細胞膜或一大塊細胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細胞的全性能電流的研究,，特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發(fā)揮著其他技術(shù)不能替代的作用,。該技術(shù)的主要缺陷是必須在細胞內(nèi)插入兩個電極，對細胞損傷很大,，在小細胞如元,，就難以實現(xiàn)，又因細胞形態(tài)復(fù)雜,，很難保持細胞膜各處生物特性的一致,。膜片鉗技術(shù)原理膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極接觸細胞，形成吉歐姆（GΩ）阻抗,。膜片鉗專題

神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,、腺體的分泌、肌肉的運動,、學習和記憶,。膜片鉗專題

這一設(shè)計模式似乎幾十年都沒有改變過，作為一個有著近20年膜片鉗經(jīng)驗的科研工作者,，記得自己進入實驗室次看到的放大器就差不多是這樣,，也不覺得還會有什么變化。直到筆者在19年訪問歐洲的一個同樣做電生理的實驗室的時候,，發(fā)現(xiàn)了這樣一款獨特的放大器,，讓筆者眼前一亮,，這款放大器從前置放大器出來的線竟然就直接連接在了電腦上，當筆者問他們放大器和數(shù)模呢,？他們說,，你看到的就是全部了，所以的部件都包含在了這個前置放大器中,。膜片鉗專題

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