1976年德國(guó)馬普生物物理研究所Neher和Sakmann創(chuàng)建了膜片鉗技術(shù)（patch clamp recording technique）。這是一種根據(jù)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)。生命科學(xué)研究因?yàn)樗突蚩寺〖夹g(shù)，獲得了巨大的前進(jìn)動(dòng)力。

膜片鉗技術(shù)是以玻璃微電極吸管把只含1-3個(gè)離子通道、面積為幾個(gè)平方微米的細(xì)胞膜利用負(fù)壓吸引封接起來(lái)，因?yàn)殡姌O與細(xì)胞膜的高阻封接，使得從電學(xué)上隔離了電極籠罩下的那片膜與膜的其他部分，所以這片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進(jìn)玻璃吸管，以一個(gè)極為敏感的電流監(jiān)視器（膜片鉗放大器）測(cè)量此電流強(qiáng)度，就得到單一離子通道電流。

膜片鉗實(shí)驗(yàn)儀器主要包括放大器、微型操縱器、倒置顯微鏡、防震臺(tái)、屏蔽籠、灌流槽以及數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備。和一般的電生理實(shí)驗(yàn)相比，放大器、微型操縱器和倒置顯微鏡是膜片鉗實(shí)驗(yàn)必需的儀器。

膜片鉗放大器

膜片鉗技術(shù)Z核心的儀器當(dāng)屬于膜片鉗放大器。差分放大器、頻率提升部分、加法器、瞬時(shí)補(bǔ)償以及鉗位放大器等共同組成了膜片鉗放大器。其中差分放大器指的是電流-電壓轉(zhuǎn)換器，它能夠?qū)⒂涗浀降碾娏饔秒娢徊畹姆绞捷敵?。目前放大器以及?jīng)歷三代的發(fā)展。

倒置顯微鏡

之所以需要倒置顯微鏡來(lái)放置標(biāo)本，是由于膜片鉗實(shí)驗(yàn)所需的標(biāo)本大多數(shù)是急性分離的細(xì)胞或者培養(yǎng)的細(xì)胞。

微型操縱器

在膜片鉗實(shí)驗(yàn)中，微型操縱器起著至關(guān)重要的作用。微型操縱器的好壞主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性方面。目前常用的微型操縱器包括機(jī)械微型操縱器、三維液壓微型操縱器、壓電微型操縱器。其中壓電微型操縱器的穩(wěn)定性Z好。

微電極

如果想要膜片鉗實(shí)驗(yàn)封接成功的形成，那么首先要確保細(xì)胞表面干凈，然后需要制備合格的微電極。微電極采用兩步拉制工藝。充灌的時(shí)候，首先要在電極內(nèi)液中浸入電極，在部分充滿液體后，再?gòu)碾姌O尾部進(jìn)行充灌，需要避免電極有氣泡。