介紹

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)量回路的核心部分是使用場(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，橫跨膜片的電流能夠1**%作為來(lái)自膜片電極的記錄電流（lp）而被測(cè)量出來(lái)。

Neher和Sakmann由于這一偉大的貢獻(xiàn)而獲得1991年度的諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

發(fā)展歷史

該技術(shù)是根據(jù)電壓鉗（voltageclamp）發(fā)展而來(lái)的，后來(lái)經(jīng)過(guò)Hodgkin和Huxley成功地在神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的研究中被應(yīng)用。它的設(shè)計(jì)原理為以離子作跨膜移動(dòng)形成了跨膜離子電流（I），離子通過(guò)膜的難易程度即是通透性，膜電導(dǎo)（G）即是其膜電阻（R）的倒數(shù)。所以，當(dāng)

膜對(duì)某種離子通透性增大時(shí)，膜電阻就會(huì)變小，即是膜對(duì)該離子的電導(dǎo)加大。根據(jù)歐姆定律U=IR，即I=U/R=UG，因此，僅僅需要在固定膜兩側(cè)電位差（U）時(shí)，測(cè)出的跨膜電流（I）的改變，就能夠了解膜通透性的改變情況。

1976年德國(guó)馬普生物物理化學(xué)研究所Neher和Sakmann用雙電極對(duì)青蛙肌細(xì)胞進(jìn)行鉗制膜電位的時(shí)候，diyi次記錄到ACh激活的單通道離子電流，從而發(fā)現(xiàn)了膜片鉗技術(shù)。

1980年Sigworth等在記錄電極內(nèi)施加5-50 cmH2O的負(fù)壓吸引，得到10-100GΩ的高阻封接（Giga-seal），不僅實(shí)現(xiàn)了記錄時(shí)噪聲的大大降低了，而且完成了單根電極既鉗制膜片電位又記錄單通道電流的突破。

1981年Hamill和Neher等改進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)，他們引進(jìn)了膜片游離技術(shù)和全細(xì)胞記錄技術(shù)，從而更加的完善了該項(xiàng)技術(shù)，使之具有1pA的電流靈敏度、1μm的空間分辨率和10μs的時(shí)間分辨率。

1983年10月，《Single-Channel Recording》一書(shū)問(wèn)世，奠定了膜片鉗技術(shù)的里程碑。Sakmann 和Neher也因?yàn)槠浣艹龅墓ぷ骱屯怀鲐暙I(xiàn)，榮獲1991年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。