膜片鉗技術（patch clamp techniques）是采用鉗制電壓或電流的方法對生物膜上離子通道的電活動進行記錄的微電極技術。1989年，Blanton將腦片電生理記錄與細胞的膜片鉗記錄結合起來，建立了腦片膜片鉗記錄技術（patch clamp on invitro brains lices），這為在細胞水平研究反射中樞系統(tǒng)離子通道或受體在神經(jīng)環(huán)路中的生理和藥理學作用及其機制提供了可能性。離體的腦組織能夠在一定的溫度、酸度和滲透壓、通氧狀態(tài)等條件下存活并保持良好的生理狀態(tài)。與急性分離的或培養(yǎng)的神經(jīng)元相比，離體腦片中的神經(jīng)元更接近生理狀態(tài)：基本保持了在體情況下的細胞形態(tài)，神經(jīng)細胞之間及神經(jīng)細胞與非神經(jīng)細胞之間的很多固有聯(lián)系，以及較為正常完整的突觸回路、受體分布、遞質(zhì)釋放及其信息傳遞等功能。膜片鉗技術已成為研究離子通道的"金標準"。腦片膜片鉗實驗操作
向電極連續(xù)施加1mV、10~50ms的階躍脈沖，電極入水后電阻約為4~6mΩ。此時，在計算機屏幕顯示框中可以看到測試脈沖產(chǎn)生的電流波形。剛開始的時候增益不要設置太高，一般可以是1~5mV/PA，避免放大器飽和。由于細胞外液和電極液離子組成的差異導致液體接界電位，電極剛入水時測試波形的基線不在零線上。因此，需要將保持電壓設置為0mV，并調(diào)整“電極不平衡控制”，使電極DC電流接近于零。當使用微操作器使電極靠近細胞時，當電極前緣接觸細胞膜時，密封電阻指標Rm會上升，當電極輕微下壓時，Rm指標會進一步上升。當通過細塑料管對電極施加輕微負壓，且細胞膜特性良好時，Rm一般會在1min內(nèi)迅速上升，直至形成Gω級高阻密封。一般在Rm達到100MΩ左右時，在電極前端施加一個輕微的負電壓(-30~-30~-10mV)，有利于gω密封的形成。此時的現(xiàn)象是電流波形再次變平，使電極從-40到-90mV超極化，有助于加速形成密封。為了確認gωseal的形成，可以提高放大器的增益，因此可以觀察到除了脈沖電壓開始和結束時的容性脈沖超前電流外，電流波形仍然是平坦的。美國可升級膜片鉗實驗操作早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術作細胞內(nèi)電活動的記錄。
高阻封接問題的解決不僅改善了電流記錄性能，還隨之出現(xiàn)了研究通道電流的多種膜片鉗方式。根據(jù)不同的研究目的，可制成不同的膜片構型。細胞吸附膜片(cell-attachedpatch)將兩次拉制后經(jīng)加熱拋光的微管電極置于清潔的細胞膜表面上，形成高阻封接，在細胞膜表面隔離出一小片膜，既而通過微管電極對膜片進行電壓鉗制，分辨測量膜電流，稱為細胞貼附膜片。由于不破壞細胞的完整性，這種方式又稱為細胞膜上的膜片記錄。此時跨膜電位由玻管固定電位和細胞電位決定。因此，為測定膜片兩側的電位，需測定細胞膜電位并從該電位減去玻管電位。從膜片的通道活動看，這種形式的膜片是極穩(wěn)定的，因細胞骨架及有關代謝過程是完整的，所受的干擾小。滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的化合物體外篩選,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結果,專業(yè)團隊,7*65小時隨時人工在線咨詢.
全細胞記錄構型(whole-cellrecording) 高阻封接形成后，繼續(xù)以負壓抽吸使電極管內(nèi)細胞膜破裂，電極胞內(nèi)液直接相通，而與浴槽液絕緣，這種形式稱為“全細胞”記錄。它既可記錄膜電位又可記錄膜電流。其中膜電位可在電流鉗情況下記錄，或?qū)⒉９苓B到標準高阻微電極放大器上記錄。在電壓鉗條件下記錄到的大細胞全細胞電流可達nA級，全細胞鉗的串聯(lián)電阻(玻管和細胞內(nèi)部之間的電阻)應當補償。任何流經(jīng)膜的電流均流經(jīng)這一電阻，所引起的電壓降將使玻管電壓不同于細胞內(nèi)的真正電位。電流愈大，愈需對串聯(lián)電阻進行補償。全細胞鉗應注意細胞必需合理的小到其電流能被放大器測到的范圍(25～50nA)。減少串聯(lián)電阻的方法是玻管尖要比單通道記錄大。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、腺體的分泌、肌肉的運動、學習和記憶。
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，離子和離子通道是細胞興奮的基礎，亦即產(chǎn)生生物電信號的基礎，生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科———電生理學（electrophysiology），即是用電生理的方法來記錄和分析細胞產(chǎn)生電的大小和規(guī)律的科學。早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術作細胞內(nèi)電活動的記錄?，F(xiàn)代膜片鉗技術是在電壓鉗技術的基礎上發(fā)展起來的。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。德國多通道膜片鉗技術
膜片鉗放大器系統(tǒng)（以下簡稱IPA系統(tǒng)）是高度自動化的膜片鉗放大器系統(tǒng)，所有的功能均通過計算機軟件完成。腦片膜片鉗實驗操作
對單細胞形態(tài)與功能關系的研究，將膜片鉗技術與單細胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈是反應技術結合，在全細胞膜片鉗記錄下，將單細胞內(nèi)容物或整個細胞（包括細胞膜）吸入電極中，將細胞內(nèi)存在的各種mRNA全部快速逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，再經(jīng)常規(guī)PCR擴增及待檢的特異mRNA的檢測，借此可對形態(tài)相似而電活動不同的結果做出分子水平的解釋或為單細胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈式反應提供標本，為同一結構中形態(tài)非常相似但功能不同的事實提供分子水平的解釋。目前國際上掌握此技術的實驗室較少，我國北京大學神經(jīng)科學研究所于1994年在國內(nèi)率先開展。腦片膜片鉗實驗操作
