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。膜片鉗通常用于實驗室、制造業(yè)和電子工業(yè)等領(lǐng)域，用于夾持薄膜、塑料薄膜、金屬箔等材料。美國雙電極膜片鉗電壓鉗制
在膜片鉗技術(shù)的發(fā)展過程中主要形成了五種記錄模式，即細胞貼附模式（cell-attachedmode或loose-seal-cellattachedmode）、膜內(nèi)面向外模式（inside-outmode）、膜外面向外模式（outside-outmode）、常規(guī)全細胞模式（conventionalwhole-cellmode）和穿孔膜片模式（perforatedpatchmode）。a.亞細胞水平：細胞貼附模式，可記錄通過電極下膜片中通道蛋白的離子電流(紅色虛線箭頭)。在全細胞膜片鉗中，膜片破裂，因此可以記錄全細胞的宏觀電流，它表示整個細胞的總和電流(藍色虛線箭頭)。b.細胞水平：來自神經(jīng)元不同部分的全細胞同步記錄可確定信號傳遞的方向。c.神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)水平：全細胞記錄可以在一個連接神經(jīng)元的小網(wǎng)絡(luò)中進行。d.活物水平：可以在執(zhí)行任務(wù)或自由走動的動物大腦中進行全細胞記錄。美國雙電極膜片鉗電壓鉗制早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術(shù)作細胞內(nèi)電活動的記錄。
離子通道是一種特殊的膜蛋白，它橫跨整個膜結(jié)構(gòu)，是細胞內(nèi)部與部外聯(lián)系的橋梁和細胞內(nèi)外物質(zhì)交換的孔道，當通道開放時。細胞內(nèi)外的一些無機離子如Na，kCa等帶電離子可經(jīng)通道順濃度梯度或電位梯度進行跨膜擴散，從而形成這些帶電離子在膜內(nèi)外的不同分布態(tài)勢，這種態(tài)勢和在不同狀態(tài)下的動態(tài)變化是可興奮細胞靜息電位和動作電的基礎(chǔ)。這些無機離子通過離子通道的進圍所產(chǎn)生的電活動是生命活動的基礎(chǔ)，只有在此基礎(chǔ)上才可能有腺體分泌、肌肉收縮、基因表達、新陳代謝等生命活動。離子通道結(jié)構(gòu)和功能障礙決定了許多疾病的發(fā)生和發(fā)展。因此，了解離子通道的結(jié)構(gòu)、功能以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系對于從分子水平深入探討某些疾病的病理生理機制、發(fā)現(xiàn)特異藥物或措施等均具有十分重要的理論和實際意義。
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(shè)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(dǎo)致液體接界電位，電極剛?cè)胨畷r測試波形的基線不在零線上。因此，需要將保持電壓設(shè)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(jié)束時的容性脈沖超前電流外，電流波形仍然是平坦的。想要深入了解離子通道？膜片鉗技術(shù)是您不可或缺的研究工具！
不同的全自動膜片鉗技術(shù)所采用的原理如PopulationPatchClamp技術(shù)∶同SealChip技術(shù)一樣，完全摒齊了玻璃電極，而是采用PatchPlate平面電極芯片。該芯片含有多個小室，每個小室中含有很多1-2μm的封接孔。在記錄時，每個小室中封接成功的細胞|數(shù)目較多，獲得的記錄是這些細胞通道電流的平均值。因此，不同小室其通道電流的一致性非常好，變異系數(shù)很小。美國Axon（MDS）公司采用這一技術(shù)研發(fā)出了全自動高通量的lonWorksQuattro系統(tǒng)，成為藥物初期篩選的金標準滔博生物TOP-Bright專注基于多種離子通道靶點的化合物體外篩選,服務(wù)于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結(jié)果,專業(yè)團隊,7*39小時隨時人工在線咨詢.準確捕捉離子通道動態(tài)，膜片鉗技術(shù)助您一臂之力！雙分子層膜片鉗單細胞
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對藥物作用機制的研究，在通道電流記錄中，可分別于不同時間、不同部位（膜內(nèi)或膜外）施加各種濃度的藥物，研究它們對通道功能的可能影響，了解那些選擇性作用于通道的藥物影響人和動物生理功能的分子機理。這是目前膜片鉗技術(shù)應(yīng)用普遍的領(lǐng)域，既有對西藥藥物機制的探討，也普遍用在重要藥理的研究上。如開麗等報道細胞貼附式膜片鉗單通道記錄法觀測到人參二醇組皂苷可控制正常和“缺血”誘導(dǎo)的大鼠大腦皮層神經(jīng)元L-型鈣通道的開放，從而減少鈣內(nèi)流，對缺血細胞可能有保護作用。陳龍等報道采用細胞貼附式單通道記錄法發(fā)現(xiàn)烏頭堿對培養(yǎng)的Wistar大鼠心室肌細胞L-型鈣通道有阻滯作用。美國雙電極膜片鉗電壓鉗制
