什么是膜片鉗呢

什么是膜片鉗呢技術是當前研究細胞膜電流及離子通道的最重要的技術。從技術層面來解釋的話，膜片鉗技術(patch clamp)是指利用鉗制電壓或者電流的方法(通常為鉗制電壓)來記錄細胞膜離子通道電活動的微電極技術。

  膜片鉗技術的原理為：使用一個一頭尖一頭粗的錐狀玻璃管，管中設有微電極，管的尖端直徑約1.5~3.0μm，通過負壓吸引使尖端口與細胞膜形成千兆歐姆級的阻抗封接，尖端口內的細胞膜區域與周圍其他區域形成了電學分隔，然后人工鉗制此片區域細胞膜的電位，即可達到對膜片上離子通道電流的監測與記錄。

  于是膜片鉗的名字由來也清楚了，“膜片”就是指玻璃管尖端下的那一小片細胞膜區域，而“鉗”即指人工進行電位鉗制的過程。

  若有的朋友依然不理解“鉗”的原理，這里我們再細致解讀一下：人工鉗制電位，即需要在細胞膜內外有離子運動引起的離子電流時，通過人工給予一個反向電流，來使得細胞膜總體電位不變。那么通過這個人工的反向電流，也就可以推算出細胞膜本身的離子電流方向及大小。總的來說，膜片鉗技術是一種作用于細胞表面的高精度的單通道電流檢測記錄技術。

  而膜片鉗于腦科學中的應用，主要為腦片膜片鉗的研究。腦片膜片鉗可以檢測并記錄離體腦片中細胞與細胞間的離子通道活動情況，也就是在一個接近真實生理狀態下的腦環境中的電生理信號。通過對記錄到的這些信號的分析，可以了解腦中神經環路的電信號傳遞規律與不同腦區間的興奮傳遞聯系。

  對比其他神經測量手段，膜片鉗有其獨特的優勢與不足：比起腦部核磁共振或PET成像這類宏觀觀察腦部結構的技術，膜片鉗技術更偏向于對于更微觀的腦細胞之間的神經興奮電活動的檢測；相比腦電圖(EEG)，膜片鉗雖無法反映真實在體的腦神經活動，也無法做到設備便攜，但其在測量的空間分辨率與精度上遙遙領先。