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<lonicChannelsOfExcitableMembranes》。對離子通道功能的研究，主要采用記錄離子通道電流來間接反映離子通道功能，目前有如下兩種技術：電壓鉗技術（VoltageClamp），膜片鉗（patchclamp）技術。一些學者建立了組織切片膜片鉗技術（Slicepatch），就能在哺乳動物腦片制備上做全細胞記錄。日本雙分子層膜片鉗離子通道

ePatch雖然設備非常小巧，但功能完備，傳統膜片鉗設備能做的實驗，用ePatch幾乎都能做。具有voltage-clamp，current-clamp，zerocurrent-clamp三種模式，自動電極電壓飄移補償，C-fast-C-slow-R-series-P/N補償，Bridgebalance補償等功能。可以做全細胞記錄也可以做單通道記錄，膜片鉗技術常做的離子通道電流，突觸后電流，動作電位檢測等實驗都能輕松實現。公司還為此開發了友好的控制和記錄軟件，筆者上手接觸了一下，發現跟AXON的軟件類似，并且程序編輯更為簡單易用。所記錄到的數據可以直接使用Clampfit進行分析，可以說對于使用過AXON設備的膜片鉗工作者來說，上手毫無難度。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*61小時隨時人工在線咨詢.膜片鉗細胞功能特性用膜片鉗，輕松掌握細胞膜離子通道的電生理特性！

膜片鉗技術:從一小片膜(約幾平方微米)上獲取電子信息的技術，即保持跨膜電壓恒壓箝位的技術，從而測量通過膜的離子電流。通過研究離子通道中的離子流動，可以了解離子輸運、信號傳遞等信息。基本原理:利用負反饋電子電路，將前排微電極吸附的細胞膜電位固定在一定水平，動態或靜態觀察通過通道的微小離子電流，從而研究其功能。一種研究離子通道的電生理技術是施加負壓，使玻璃微電極前沿(開口直徑約1μm)與細胞膜緊密接觸，形成高阻抗密封，可以準確記錄離子通道的微小電流。可制備成三種單通道記錄模式:細胞貼附、內面向外、外面向內，以及另一種多通道全細胞記錄模式。膜片鉗技術實現了小膜的隔離和高阻密封的形成。由于高阻密封，背景噪聲水平降低，記錄頻帶范圍相對變寬，分辨率提高。此外，它還具有良好的機械穩定性和化學絕緣性。小膜隔離使得研究單個離子通道成為可能。

離子通道的近代觀念源于Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世紀30—50年代的開創性研究。在1902年，Bernstein創造性地將Nernst的理論應用到生物膜上，提出了“膜學說”。他認為在靜息狀態下，細胞膜只對鉀離子具有通透性；而當細胞興奮的瞬間，膜的破裂使其喪失了選擇通透性，所有的離子都可以自由通過。Cole等人在1939年進行的高頻交變電流測量實驗表明，當動作電位被觸發時，雖然細胞的膜電導大為增加，但膜電容卻只略有下降，這個事實表明膜學說所宣稱的膜破裂的觀點是不可靠的。1949年Cole在玻璃微電極技術的基礎上發明了電壓鉗位（voltageclamptechnique）技術以膜片鉗為鑰匙，打開細胞離子通道研究的大門！

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，稱為離子通道病（ionchannelpathies）。膜片鉗的設計使得夾持力均勻，不會損壞薄片材料。美國膜片鉗實驗操作

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。日本雙分子層膜片鉗離子通道

膜片鉗技術本質上也屬于電壓鉗范疇，兩者的區別關鍵在于：①膜電位固定的方法不同；②電位固定的細胞膜面積不同，進而所研究的離子通道數目不同。電壓鉗技術主要是通過保持細胞跨膜電位不變，并迅速控制其數值，以觀察在不同膜電位條件下膜電流情況。因此只能用來研究整個細胞膜或一大塊細胞膜上所有離子通道活動。目前電壓鉗主要用于巨大細胞的全性能電流的研究，特別在分子克隆的卵母細胞表達電流的鑒定中發揮著其他技術不能替代的作用。該技術的主要缺陷是必須在細胞內插入兩個電極，對細胞損傷很大，在小細胞如元，就難以實現，又因細胞形態復雜，很難保持細胞膜各處生物特性的一致。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*49小時隨時人工在線咨詢.日本雙分子層膜片鉗離子通道