電壓鉗技術，是20世紀初由Cole發明，Hodgkin和Huxley完善，其設計的主要目的是為了證明動作電位的產生機制，即動作電位的峰電位是由于膜對鈉的通透性發生了一過性的增大過程。但當時沒有直接測定膜通透性的方法，于是就用膜對某種離子的電導來**該種離子的通透性，膜電導測定的依據是電學中的歐姆定律，如膜的Na電導GNa與電化學驅動力（Em-ENa）和膜電流INa的關系GNa=INa/（Em-ENa）.因此可通過測量膜電流，再利用歐姆定律來計算膜電導，但是，利用膜電流來計算膜電導時，記錄膜電流期間的膜電位必須保持不變，否則膜電流的變化就不能**膜電導的變化。這一條件是利用電壓鉗技術實現的。下張幻燈中的右邊兩張圖是Hodgkin和Huxley在半個世紀以前利用電壓鉗記錄的搶烏賊的動作電位和動作電位過程中的膜電流的變化圖，他們的實驗***證明參與動作電位的離子流由Na，k，漏（Cl）三種成分組成。并對這些離子流進行了定量分析。這一技術對闡明動作電位的本質和離子通道的的研究做出了極大的貢獻。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,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結果,專業團隊,7*34小時隨時人工在線咨詢.全細胞膜片鉗記錄是應用較早，也是普遍的鉗位技術。德國高通量全自動膜片鉗價格

目前，絕大多數離子通道的一級結構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構，在這方面，美國的二位科學家彼得阿格雷和羅德里克麥金農做出了一些開創性的工作，他們到用X光繞射方法得到了K離子通道的三維結構，二位因此獲得2003年諾貝系化學獎。有關離子通道結構不是本PPT的重點，可參考楊寶峰的<離子通道藥理學>和Hill的

膜片鉗放大器的工作模式;（1）電壓鉗模式∶在鉗制細胞膜電位的基礎上改變膜電位，記錄離子通道電流的變化，記錄的是諸如通道電流;EPSC;IPSC等電流信號。是膜片鉗的基本工作模式.（2）屯流鉗素向細胞內注入刺激電流，記錄膜電位對刺激電流的反應。記錄的是諸如動作電位，EPSP;IPSP等電壓信號。膜片鉗技術實現膜電位固定的關鍵是在玻璃微電極前列邊緣與細胞膜之間形成高阻（10GΩ）密封，使電極前列開口處相接的細胞膜片與周圍環境在電學上隔離，并通過外加命令電壓鉗制膜電位。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,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結果,專業團隊,7*44小時隨時人工在線咨詢.

早在膜片鉗誕生之前，20世紀50~60年代，Hodgkin與Hexley便發現并使用了電壓鉗技術，他們通過雙電極電壓鉗在烏賊軸突上發現了動作電位的離子機制，并因此獲得了諾貝爾生理醫學獎。這也為后來膜片鉗的誕生奠定了基礎。于1976年，德國馬克斯普朗克生物物理化學研究所的Neher和Sakmann第1次于青蛙的肌細胞上，用玻璃電極吸下了一小片細胞膜，記錄導了皮安級的單通道離子電流，從而產生了膜片鉗技術。1980年，耶魯大學醫學院Sigworth等人在記錄電極內增加了負壓吸引，實現了10-100GΩ的高阻抗封接，使得單電極可以同時實現鉗制電位和記錄單通道電流。1991年，Neher與Sakmann因為對膜片鉗技術的突出貢獻獲得了諾貝爾生理醫學獎。膜片鉗技術，在人類對生理學的探究中，無異于一條道路，通往了名為細胞電生理的國度。膜片鉗技術也許某一天會被更便捷或更精確的技術取代，但其至今仍然是離子通道相關研究中使用蕞廣的技術。由于電極前列與細胞膜的高阻封接，在電極前列籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學上隔離。

高阻封接技術還明顯降低了電流記錄的背景噪聲，從而戲劇性地提高了時間、空間及電流分辨率，如時間分辨率可達10μs、空間分辨率可達1平方微米及電流分辨率可達10-12A。影響電流記錄分辨率的背景噪聲除了來自于膜片鉗放大器本身外，較主要還是信號源的熱噪聲。信號源如同一個簡單的電阻，其熱噪聲為σn=4Kt△f/R式中σn為電流的均方差根，K為波爾茲曼常數，t為溫度，△f為測量帶寬，R為電阻值。可見，要得到低噪聲的電流記錄，信號源的內阻必需非常高。如在1kHz帶寬，10%精度的條件下，記錄1pA的電流，信號源內阻應為2GΩ以上。電壓鉗技術只能測量內阻通常達100kΩ～50MΩ的大細胞的電流，從而不能用常規的技術和制備達到所要求的分辨率。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,服務于全球藥企的膜片鉗公司,快速獲得實驗結果,專業團隊,7*66小時隨時人工在線咨詢.不同的全自動膜片鉗技術所采用的原理也不完全相同。日本可升級膜片鉗電生理技術

電壓鉗技術的主要在于將膜電位固定在指令電壓的水平，這樣才能研究在給定膜電位下膜電流隨時間的變化關系。德國高通量全自動膜片鉗價格

膜片鉗技術（patchclamptechniques）是采用鉗制電壓或電流的方法對生物膜上離子通道的電活動進行記錄的微電極技術。1989年，Blanton將腦片電生理記錄與細胞的膜片鉗記錄結合起來，建立了腦片膜片鉗記錄技術（patchclamponinvitrobrainslices），這為在細胞水平研究反射中樞系統離子通道或受體在神經環路中的生理和藥理學作用及其機制提供了可能性。離體的腦組織能夠在一定的溫度、酸度和滲透壓、通氧狀態等條件下存活并保持良好的生理狀態。與急性分離的或培養的神經元相比，離體腦片中的神經元更接近生理狀態：基本保持了在體情況下的細胞形態，神經細胞之間及神經細胞與非神經細胞之間的很多固有聯系，以及較為正常完整的突觸回路、受體分布、遞質釋放及其信息傳遞等功能。德國高通量全自動膜片鉗價格