膜片鉗技術(shù):從一小片膜(約幾平方微米)上獲取電子信息的技術(shù)，即保持跨膜電壓恒壓箝位的技術(shù)，從而測(cè)量通過(guò)膜的離子電流。通過(guò)研究離子通道中的離子流動(dòng)，可以了解離子輸運(yùn)、信號(hào)傳遞等信息。基本原理:利用負(fù)反饋電子電路，將前排微電極吸附的細(xì)胞膜電位固定在一定水平，動(dòng)態(tài)或靜態(tài)觀察通過(guò)通道的微小離子電流，從而研究其功能。一種研究離子通道的電生理技術(shù)是施加負(fù)壓，使玻璃微電極前沿(開(kāi)口直徑約1μm)與細(xì)胞膜緊密接觸，形成高阻抗密封，可以準(zhǔn)確記錄離子通道的微小電流?？芍苽涑扇N單通道記錄模式:細(xì)胞貼附、內(nèi)面向外、外面向內(nèi)，以及另一種多通道全細(xì)胞記錄模式。膜片鉗技術(shù)實(shí)現(xiàn)了小膜的隔離和高阻密封的形成。由于高阻密封，背景噪聲水平降低，記錄頻帶范圍相對(duì)變寬，分辨率提高。此外，它還具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)絕緣性。小膜隔離使得研究單個(gè)離子通道成為可能。在膜電位改變時(shí)，在電場(chǎng)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(mén)控電流。日本細(xì)胞膜片鉗單細(xì)胞
膜片鉗技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合Neher等**將膜片鉗技術(shù)與Fura2熒光鈣測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度、細(xì)胞膜離子通道電流、細(xì)胞膜電容等多項(xiàng)指標(biāo)變化的快速交替測(cè)量，從而獲得同一事件過(guò)程中各因素的各自變化，進(jìn)而分析這些變化之間的關(guān)系。Neher將能夠光解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速率的關(guān)系以及相對(duì)較大的分泌速率。他還發(fā)明了膜片鉗的膜電容檢測(cè)與碳纖維電極的電化學(xué)檢測(cè)相結(jié)合的技術(shù)。然后***將光電聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)和碳纖維電極電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合。這種結(jié)合既能研究分泌機(jī)制，又能鑒定分泌物質(zhì)，彌補(bǔ)了各單一方法的不足。Eberwine于1991年***將膜片鉗技術(shù)與RT-PCR技術(shù)相結(jié)合，可以在分子水平上解釋形態(tài)相似但電活動(dòng)不同的結(jié)果，隨后開(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)和膜通道蛋白重建技術(shù)。美國(guó)腦片膜片鉗電流鉗制細(xì)胞是動(dòng)物和人體的基本組成單元，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。
1976年德國(guó)馬普生物物理化學(xué)研究所Neher和Sakmann在青蛙肌細(xì)胞上記錄記錄到AChjihuo的單通道離子電流1980年Sigworth等用負(fù)壓吸引，得到10-100GΩ的高阻封接（Giga-sea1），降低了記錄時(shí)的噪聲1981年Hamill和Neher等引進(jìn)了膜片游離技術(shù)和全細(xì)胞記錄技術(shù)1983年10月，《Single-ChannelRecording》一書(shū)問(wèn)世，奠定了膜片鉗技術(shù)的里程碑。膜片鉗技術(shù)原理膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極接觸細(xì)胞，形成吉?dú)W姆（GΩ）阻抗，使得與電極前列開(kāi)口處相接的細(xì)胞膜的膜片與周?chē)陔妼W(xué)上絕緣。
80年代初發(fā)展起來(lái)的膜片鉗技術(shù)(patchclamptechnique)為了解生物膜離子單通道的門(mén)控動(dòng)力學(xué)特征及通透性、選擇性膜信息提供了直接的手段。該技術(shù)的興起與應(yīng)用，使人們不僅對(duì)生物體的電現(xiàn)象和其他生命現(xiàn)象更進(jìn)一步的了解，而且對(duì)于疾病和藥物作用的認(rèn)識(shí)也不斷的更新，同時(shí)還形成了許多病因?qū)W與藥理學(xué)方面的新觀點(diǎn)。膜片鉗技術(shù)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)。它和基因克隆技術(shù)（genecloning）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。離子通道的近代觀念源于Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世紀(jì)30—50年代的開(kāi)創(chuàng)性研究。
離子通道結(jié)構(gòu)研究∶目前，絕大多數(shù)離子通道的一級(jí)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(guó)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(kāi)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(jiǎng)。有關(guān)離子通道結(jié)構(gòu)不是本PPT的重點(diǎn)，可參考楊寶峰的和Hill的 維持細(xì)胞正常形態(tài)和功能完整性。日本細(xì)胞膜片鉗單細(xì)胞 高阻封接問(wèn)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(gòu)型。細(xì)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(xì)胞膜表面上，形成高阻封接，在細(xì)胞膜表面隔離出一小片膜，既而通過(guò)微管電極對(duì)膜片進(jìn)行電壓鉗制，分辨測(cè)量膜電流，稱為細(xì)胞貼附膜片。由于不破壞細(xì)胞的完整性，這種方式又稱為細(xì)胞膜上的膜片記錄。此時(shí)跨膜電位由玻管固定電位和細(xì)胞電位決定。因此，為測(cè)定膜片兩側(cè)的電位，需測(cè)定細(xì)胞膜電位并從該電位減去玻管電位。從膜片的通道活動(dòng)看，這種形式的膜片是極穩(wěn)定的，因細(xì)胞骨架及有關(guān)代謝過(guò)程是完整的，所受的干擾小。日本細(xì)胞膜片鉗單細(xì)胞
