膜片鉗技術原理簡介

膜片鉗(patch clamp)是一種主要用于檢測細胞膜離子通道活動的電生理技術，按工作方式可區分為電壓鉗(voltage clamp)和電流鉗是最基本的工作方式，即對細胞膜電位進行人為控制，如將膜電位鉗制于某一固定水平，或在此基礎上再施以階躍(step)式或斜坡式(ramp)電壓刺激，同時記錄跨膜電流，從而分析細胞膜通道的活動。電流鉗即人為控制經微電極對細胞進行注射的電流（等于離子通道電流與細胞膜電容電流之和），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，用于測量細胞膜靜息電位，若注射方波脈沖刺激電流，用于誘發、觀測動作電位。另外，膜片鉗技術還常用于觀測細胞膜電容, 從而推測分泌細胞的活動情況。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，因通常將細胞外液和記錄系統的“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常混用。）

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

(一)全細胞式

1．電壓鉗制和電流記錄的實現

下圖為全細胞式膜片鉗工作原理示意圖。