膜片鉗技術(shù)是通過(guò)微玻管電極（膜片電極或膜片吸管）接觸細(xì)胞膜，用千兆歐姆以上的阻抗使之封接，在電學(xué)上分隔和電極尖開(kāi)口處相接的細(xì)胞膜的小區(qū)域（膜片）以及其周圍，在此基礎(chǔ)上固定點(diǎn)位，對(duì)這膜片上的離子通道的離子電流（pA級(jí)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄的方法。測(cè)量回路的中心部分是使用場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器構(gòu)成的I-V轉(zhuǎn)換器。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器的正負(fù)輸入端子是等電位，向正輸入端子施加指令電位時(shí)，因?yàn)槎搪坟?fù)端子以及膜片都可等電位地達(dá)到鉗制的作用，字膜片微電極與默片之間形成10GΩ以上封接時(shí)，其間達(dá)到Z小的分流電流。膜片鉗使用操作流程及注意事項(xiàng)：凡是在本平臺(tái)使用儀器的同學(xué)必須履行實(shí)驗(yàn)室相關(guān)要求。南通醫(yī)學(xué)腦片膜片鉗網(wǎng)站

膜片鉗技術(shù)之全細(xì)胞式與細(xì)胞吸附式的區(qū)別：全細(xì)胞式記錄這個(gè)名字乍聽(tīng)上去好像和細(xì)胞吸附式?jīng)]啥兩樣，無(wú)非就是把電極戳在細(xì)胞上然后記錄它的電活動(dòng)。但事實(shí)是，這兩者存在天壤之別。首先的一大區(qū)別體現(xiàn)在外部構(gòu)型上：在cell-attached的記錄中，我們不需要用電極戳破細(xì)胞膜，只需將其懟在細(xì)胞膜上即可；但在whole-cell的記錄中，我們不只要將電極懟進(jìn)細(xì)胞膜內(nèi)，而且還不能懟得過(guò)深或過(guò)淺，否則你就無(wú)法記錄到有用的電信號(hào)。概括一下就是，要形成全細(xì)胞記錄必須打破細(xì)胞膜，但由于這個(gè)操作比較厲害，所以要破膜時(shí)請(qǐng)相信玄學(xué)。其次，第二大區(qū)別在電阻補(bǔ)償上：在cell-attached的記錄中，由于我們無(wú)需打通細(xì)胞內(nèi)外膜，因此細(xì)胞膜上的各種離子通道或蛋白質(zhì)就沒(méi)有串聯(lián)在電路當(dāng)中，但是在whole-cell中，串聯(lián)電阻（Rs）就存在了，因此軟件輸出的命令電壓也就不等于細(xì)胞的跨膜電位，故我們需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。這些注意事項(xiàng)包括：電極電容及細(xì)胞膜電容補(bǔ)償問(wèn)題，漏電流問(wèn)題，液接電位的校正問(wèn)題，空間鉗位問(wèn)題，細(xì)胞內(nèi)容物被電擊內(nèi)液稀釋問(wèn)題，電極內(nèi)液的成分問(wèn)題等。神經(jīng)生物學(xué)腦片膜片鉗網(wǎng)站膜片鉗的應(yīng)用：對(duì)單細(xì)胞形態(tài)與功能關(guān)系的研究。

膜片鉗的應(yīng)用：與藥物作用有關(guān)的心肌離子通道：心肌細(xì)胞通過(guò)各種離子通道對(duì)膜電位和動(dòng)作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能。國(guó)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(duì)離子通道生理與病理情況下作用機(jī)制的研究：通過(guò)對(duì)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(guò)程中的作用機(jī)制。如對(duì)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(guò)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(kāi)放，過(guò)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。

膜片鉗技術(shù)的工作原理：膜片鉗技術(shù)是用于了解離了通道行為的通用型電生理工具，首先用微玻管電極(膜片電極或膜片吸管)接觸細(xì)胞膜，然后以千兆歐姆以上的阻抗使電極尖銳端與細(xì)胞膜封接，通過(guò)吸破或者電破的方式使與電極尖開(kāi)口處相接的細(xì)胞膜的小區(qū)域與其周圍區(qū)域在電學(xué)上分隔，然后細(xì)胞膜破裂，進(jìn)而對(duì)此區(qū)域上的離子通道的離子電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄的方法。該方法普遍應(yīng)用于神經(jīng)細(xì)胞，肌纖維細(xì)胞，心肌細(xì)胞及高表達(dá)單一通道的卵母細(xì)胞。主要用于監(jiān)測(cè)離子通道在正常或者疾病狀態(tài)下如何表現(xiàn)，以及不同藥物、離子或其他分析物如何改變這些狀態(tài)。膜片鉗技術(shù)的建立，對(duì)生物科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一項(xiàng)具有重大意義的變革。這是一種通過(guò)離子通道記錄的離子電流來(lái)反映細(xì)胞膜單一的(或多個(gè))的離子通道活動(dòng)的技術(shù)。該技術(shù)的出現(xiàn)將生理學(xué)的細(xì)胞水平和分子水平聯(lián)系在一起，又將神經(jīng)科學(xué)的不同亞科融匯在一起，促進(jìn)了各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，加速了我們神經(jīng)科學(xué)的研究進(jìn)展，深入探討神經(jīng)活動(dòng)的機(jī)制研究。膜片鉗放大器工作模式可以是電壓鉗，也可以是電流鉗。

膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)及記錄方法：細(xì)胞膜由雙層脂膜組成，具有密封絕緣的特性，因此當(dāng)紀(jì)錄 電極接觸到細(xì)胞膜時(shí)電阻會(huì)開(kāi)始上升，然后以人工方式對(duì)紀(jì)錄電極內(nèi)施加一個(gè)負(fù)壓，可以讓電極與胞膜之間吸附得更為緊密而電阻也會(huì)加速上升，當(dāng)紀(jì)錄電極的電阻達(dá)到千兆歐姆(Giga Ω)時(shí)，意味著細(xì)胞膜與電極之間幾乎沒(méi)有電流漏出，之后對(duì)電極內(nèi)壓力施以一個(gè)快速的負(fù)壓將細(xì)胞膜吸破，這樣紀(jì)錄電極與細(xì)胞胞體之間會(huì)形成一個(gè)封閉的電容，此時(shí)就可以開(kāi)始對(duì)細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。膜片鉗技術(shù)可用于研究特殊制備的巨型球狀體中的細(xì)菌離子通道。南通醫(yī)學(xué)腦片膜片鉗網(wǎng)站

膜片鉗技術(shù)本質(zhì)上也屬于電壓鉗范疇。南通醫(yī)學(xué)腦片膜片鉗網(wǎng)站

膜片鉗實(shí)驗(yàn)中電極制備的要求：合格的膜片微電極是成功封接細(xì)胞膜的基本條件。要成功的封接細(xì)胞膜需要兩方面的因素保證，一是設(shè)法造成干凈的細(xì)胞膜表面，二是制成合格的電極。首先要選擇適當(dāng)?shù)牟Ａ?xì)管，其材料可使用軟質(zhì)玻璃（蘇打玻璃、電石玻璃）或硬質(zhì)玻璃（硼硅玻璃、鋁硅玻璃、石英玻璃）。軟玻璃電極常用于作全細(xì)胞記錄，硬質(zhì)玻璃因?qū)щ娐实?、噪聲小而常用于離子單通道記錄。膜片微電極是將玻璃毛細(xì)管用電極拉制儀拉制而成的，制作分三步進(jìn)行：一是分兩次拉制；第二步是在電極前端涂以硅酮樹(shù)脂（sylgard）；第三步是拋光。南通醫(yī)學(xué)腦片膜片鉗網(wǎng)站

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