在大多數(shù)膜片鉗實(shí)驗(yàn)，要求所有實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備均具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性,，以使微電極與細(xì)胞膜之間的相對運(yùn)動(dòng)盡可能小,。防震工作臺放置倒置顯微鏡和與之固定連接的微操縱器，其他設(shè)備置于臺外,。屏蔽罩由銅絲網(wǎng)制成,，接地以防止周圍環(huán)境的雜散電場對膜片鉗放大器的探頭電路的干擾。儀器設(shè)備架要靠近工作臺,，便于測量儀器與光學(xué)儀器配接,。倒置顯微鏡是膜片鉗實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要光學(xué)部件，它不僅具有較好的視覺效果,，便于將玻璃電極與細(xì)胞的頂部接觸,，而且是借助移動(dòng)物鏡來實(shí)現(xiàn)聚焦，具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性,。視頻監(jiān)視器主要是用來監(jiān)視實(shí)驗(yàn)過程中的操作,，特別是能將封接參數(shù)（如封接阻抗）與細(xì)胞的形態(tài)對應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)良好的封接,。膜片鉗技術(shù)已成為研究離子通道的"金標(biāo)準(zhǔn)",。雙電極膜片鉗高阻抗封接

與藥物作用有關(guān)的心肌離子通道，心肌細(xì)胞通過各種離子通道對膜電位和動(dòng)作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能,。近年來,，國外學(xué)者在人類心肌細(xì)胞離子通道特性的研究中取得了許多進(jìn)展，使得心肌藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)由動(dòng)物細(xì)胞模型向人心肌細(xì)胞成為可能,。對離子通道生理與病理情況下作用機(jī)制的研究,，通過對各種生理或病理情況下細(xì)胞膜某種離子通道特性的研究，了解該離子的生理意義及其在疾病過程中的作用機(jī)制,。如對鈣離子在腦缺血神經(jīng)細(xì)胞損害中作用機(jī)制的研究表明,，缺血性腦損害過程中，Ca2+介導(dǎo)現(xiàn)象起非常重要的作用,，缺血缺氧使Ca2+通道開放,，過多的Ca2+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)就出現(xiàn)Ca2+超載，導(dǎo)致神經(jīng)元及細(xì)胞膜損害,，膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能障礙,，嚴(yán)重的可使神經(jīng)元壞死。芬蘭膜片鉗研究脂質(zhì)層電導(dǎo)很低，由于雙分子層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，形成了細(xì)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。

細(xì)胞是動(dòng)物和人體的基本單元,，細(xì)胞與細(xì)胞內(nèi)的通信是依靠其膜上的離子通道進(jìn)行的,，離子和離子通道是細(xì)胞興奮的基礎(chǔ)，亦即產(chǎn)生生物電信號的基礎(chǔ),，生物電信號通常用電學(xué)或電子學(xué)方法進(jìn)行測量,。由此形成了一門細(xì)胞學(xué)科--電生理學(xué)。膜片鉗技術(shù)已成為研究離子通道的黃金標(biāo)準(zhǔn),。電壓門控性離子通道：膜上通道蛋白的帶點(diǎn)集團(tuán)在膜電位改變時(shí),，在電場的作用下，重新分布導(dǎo)致通道的關(guān)閉,，同時(shí)有電荷移動(dòng),，稱為門控電流。配體門控離子通道：神經(jīng)遞質(zhì)（如乙酰膽堿）,、ji素等與通道蛋白上的特定位點(diǎn)結(jié)合,，引起蛋白構(gòu)像的改變，導(dǎo)致通道的打開,。

膜片鉗技術(shù)是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域非常重要的一項(xiàng)技術(shù),，1976年由國馬普生物物理研究所Neher和Sakmann發(fā)明，從而在活細(xì)胞上記錄到單個(gè)離子通道的電流,。近半個(gè)世紀(jì)來,，膜片鉗技術(shù)已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域較常用也是較實(shí)用的技術(shù)之一，具有極大的精確性和靈活性,，能夠揭示離子通道,，單細(xì)胞突觸反應(yīng)，及神經(jīng)環(huán)路連接等多層次的電生理特性,。做過膜片鉗的人都知道,，膜片鉗的信號采集設(shè)備一般由前置放大器，放大器,，模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成,，神經(jīng)元電信號先通過前置放大器（headstage）初步放大，后傳輸入放大器進(jìn)一步放大,，再傳入模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,，后被計(jì)算機(jī)采集。下圖顯示的是我們較常使用的AXON和HEKA膜片鉗的一個(gè)信號傳輸路徑,。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(dòng)成分,，它的電流電壓關(guān)系是非線性的,。

資料分析：一般電學(xué)性質(zhì)∶通過I/V關(guān)系計(jì)算得到單通道電導(dǎo)，觀察通道有無整流,。通過離子選擇性,、翻轉(zhuǎn)電位或其它通道的條件初步確定通道類型。通道動(dòng)力學(xué)分析∶開放時(shí)間,、開放概率,、關(guān)閉時(shí)間、通道的時(shí)間依賴性失活,、開放與關(guān)閉類型（簇狀猝發(fā),，Burst）樣開放與閃動(dòng)樣短暫關(guān)閉（flickering），化學(xué)門控性通道的開,、關(guān)速率常數(shù)等數(shù)據(jù),。藥理學(xué)研究∶研究的藥物,，阻斷劑,、激動(dòng)劑或其它調(diào)制因素對通道活動(dòng)的影響情況。綜合分析得出結(jié)淪,。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。芬蘭多通道膜片鉗專題

電壓鉗技術(shù)的主要在于將膜電位固定在指令電壓的水平,，這樣才能研究在給定膜電位下膜電流隨時(shí)間的變化關(guān)系,。雙電極膜片鉗高阻抗封接

光遺傳學(xué)調(diào)控技術(shù)是近幾年正在迅速發(fā)展的一項(xiàng)整合了光學(xué)、基因操作技術(shù),、電生理等多學(xué)科交叉的生物技術(shù),。NatureMethods雜志將此技術(shù)評為"Methodoftheyear2010"[19]；美國麻省理工學(xué)院科技評述（MITTechnologyReview,，2010）在其總結(jié)性文章"Theyearinbiomedicine"中指出：光遺傳學(xué)調(diào)控技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)迅速成為生命科學(xué),，特別是神經(jīng)和心臟研究領(lǐng)域中熱門的研究方向之一。目前這一技術(shù)正在被全球幾百家從事心臟學(xué),、神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)工程研究的實(shí)驗(yàn)室使用,，幫助科學(xué)家們深入理解大腦的功能，進(jìn)而為深刻認(rèn)識神經(jīng),、精神疾病,、心血管疾病的發(fā)病機(jī)理并研發(fā)針對疾病干預(yù)和的新技術(shù)。雙電極膜片鉗高阻抗封接

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