膜片鉗技術(shù)原理簡介

膜片鉗(patch clamp)是一種主要用于檢測細(xì)胞膜離子通道活動的電生理技術(shù)，按工作方式可區(qū)分為電壓鉗(voltage clamp)和電流鉗是最基本的工作方式，即對細(xì)胞膜電位進(jìn)行人為控制，如將膜電位鉗制于某一固定水平，或在此基礎(chǔ)上再施以階躍(step)式或斜坡式(ramp)電壓刺激，同時記錄跨膜電流，從而分析細(xì)胞膜通道的活動。電流鉗即人為控制經(jīng)微電極對細(xì)胞進(jìn)行注射的電流（等于離子通道電流與細(xì)胞膜電容電流之和），同時記錄膜電位及其變化。若注射電流為零即常用的零位鉗流，用于測量細(xì)胞膜靜息電位，若注射方波脈沖刺激電流，用于誘發(fā)、觀測動作電位。另外，膜片鉗技術(shù)還常用于觀測細(xì)胞膜電容, 從而推測分泌細(xì)胞的活動情況。下面主要介紹其電壓鉗工作方式的基本原理。（注：在電生理資料中，因通常將細(xì)胞外液和記錄系統(tǒng)的“地”點相連作為參考點即零電位點，所以電位和電壓兩個概念經(jīng)常混用。）

      根據(jù)膜片鉗實驗中受檢細(xì)胞膜的型式（configuration）不同，又可將膜片鉗分為全細(xì)胞式(whole-cell)、細(xì)胞貼附式(cell-attached 或on-cell)、內(nèi)面朝外式(inside-out)、外面朝外式(outside-out)等四種模式。

(一)全細(xì)胞式

1．電壓鉗制和電流記錄的實現(xiàn)

下圖為全細(xì)胞式膜片鉗工作原理示意圖。