細胞是動物和人體的基本組成單元，細胞與細胞內的通信,是依靠其膜上的離子通道進行的，離子和離子通道是細胞興奮的基礎，亦即產生生物電信號的基礎，生物電信號通常用電學或電子學方法進行測量。由此形成了一門細胞學科———電生理學（electrophysiology），即是用電生理的方法來記錄和分析細胞產生電的大小和規律的科學。早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術作細胞內電活動的記錄?，F代膜片鉗技術是在電壓鉗技術的基礎上發展起來的。膜片鉗技術是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來。美國高通量全自動膜片鉗廠家

膜片鉗技術原理：膜片鉗技術是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細胞膜通過負壓吸引封接起來（見右圖），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，因此，此片膜內開放所產生的電流流進玻璃吸管，用一個極為敏感的電流監視器（膜片鉗放大器）測量此電流強度，就單一離子通道電流膜片鉗技術的建立，對生物學科學特別是神經科學是一資有重大意義的變革。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細胞膜單一的（或多個的離子通道分子活動的技術。些技術的出現自然將細胞水平和分子水平的生理學研究聯系在一起，同時又將神經科學的不同分野必然地融匯在一起，改變了既往各個分野互不聯系、互不滲透，阻礙人們較全認識能力的弊端。這一技術的發現和基因克隆技術并架齊驅，給生命科學研究帶來了巨大的前進動力。日本全自動膜片鉗蛋白質分子水平全細胞膜片鉗記錄是應用較早，也是普遍的鉗位技術。

光遺傳學調控技術是近幾年正在迅速發展的一項整合了光學、基因操作技術、電生理等多學科交叉的生物技術。NatureMethods雜志將此技術評為"Methodoftheyear2010"[19]；美國麻省理工學院科技評述（MITTechnologyReview，2010）在其總結性文章"Theyearinbiomedicine"中指出：光遺傳學調控技術現已經迅速成為生命科學，特別是神經和心臟研究領域中熱門的研究方向之一。目前這一技術正在被全球幾百家從事心臟學、神經科學和神經工程研究的實驗室使用，幫助科學家們深入理解大腦的功能，進而為深刻認識神經、精神疾病、心血管疾病的發病機理并研發針對疾病干預和的新技術。

離子選擇性（selectivity）（大小和電荷）∶某一種離子只能通過與其相應的通道跨膜擴散（安靜∶K＞Na100倍、興奮;Na＞K10-20倍）;各離子通道在不同狀態下，對相應離子的通透性不同。門控特性（Gating）∶失活狀態不僅是通道處于關閉狀態，而且只有在經過一個額外刺激使通道從失活關閉狀態進入靜息關閉狀態后，通道才能再度接受外界刺激而***開放。離子通道的功能(FunctionoflonChannels)1.產生細胞生物電現象，與細胞興奮性相關。2.神經遞質的釋放、腺體的分泌、肌肉的運動、學習和記憶3.維持細胞正常形態和功能完整性膜離子通道的基因變異及功能障礙與許多疾病有關，某些先天性與后天獲得性疾病是離子通道基因缺陷與功能改變的結果，稱為離子通道?。╥onchannelpathies）。而由通道蛋白介導的膜電導構成了膜反應的主動成分，它的電流電壓關系是非線性的。

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應用普遍的領域，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”誘導的大鼠大腦皮層神經元L-型鈣通道的開放，從而減少鈣內流，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現烏頭堿對培養的Wistar大鼠心室肌細胞L-型鈣通道有阻滯作用。封接是膜片鉗記錄的關鍵步驟之一。全自動膜片鉗電壓鉗制

膜片鉗技術的建立，對生物學科學特別是神經科學是一資有重大意義的變革。美國高通量全自動膜片鉗廠家

1980年，Sigworth、Hamill、Neher等在記錄電極內施加負壓吸引，得到了10~100GΩ的高阻封接（gigaseal），降低記錄噪聲，實現了單根電極既鉗制膜電位又記錄單通道電流。獲1991年Nobel獎。1955年，Hodgkin和Keens應用電壓鉗（Voltageclap）在研究神經軸突膜對鉀離子通透性時發現放射性鉀跨軸突膜的運動很像是通過許多狹窄空洞的運動，并提出了"通道"的概念。1963年，描述電壓門控動力學的Hodgkin-Hx上模型（簡稱H-H模型）榮獲譜貝爾醫學/生理學獎。1976年，Neher和Sakmann建立膜片鉗（Patchclamp）按術。1983年10月，《Single-ChannelRecording》一書問世，奠定了膜片鉗技術的里程碑。1991年，Neher和Sakmann的膜片鋪技術榮獲諾貝爾醫學/生理學獎。美國高通量全自動膜片鉗廠家

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