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南京药理学膜片钳电生理技术原理
南京药理学膜片钳电生理技术是一种电生理研究技术，主要用于研究神经细胞或肌细胞的离子通道、离子泵等生理学特征。
该技术通过精细的电极制备和膜片吸附技术，可以在微小范围内对细胞膜上的离子通道做直接测量，从而探测细胞膜电位和电流。
该技术的原理是在一条微细的玻璃电极制成的药理学膜片上吸附悬浮的细胞，使细胞的膜紧贴于药理学膜片的通道上。
然后使用电生理技术进行实验，测量当细胞膜上某个离子通道开放时，离子的电流就会通过药理学膜片钳的电极进入记录器中，从而获得离子通道的电流、电位等信息。
同时，通过改变细胞膜上的离子浓度或加入药物，可以研究离子通道的特性，如激动、抑制、选择性等方面的生理学特征。
南京药理学膜片钳电生理技术在研究神经和肌肉等细胞膜上离子通道的生理学特征方面具有广泛的应用，如研究钙离子、钠离子、钾离子等离子通道的生理学特征，探索离子通道的结构及其功能解析等方面。
．６９８．中国心血管病研究２００７年９月第５卷第９期Ｃｈｉｒ№ｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣａｒｄｉｏｖａｓｃ“胁Ｒｅｖ如＂，Ｓｅ，ｔｅ舶ｅｒ２０Ｄ７，Ｖ０１．５，Ⅳ０．９膜片钳技术在心血管及药理学研究中的应用李妙龄曾晓荣（审校）国家教育部重点项目资助（０３１０９）作者单位：６４６０００四川Ｉ省，泸州医学院心肌电生理学研究室中图分类号Ｒ３３１．３＊８文献标识码Ａ文章编号１６７２—５３０１（２００７）０９－０６９８－０３膜片钳技术…是～种以记录通过细胞膜上的各种离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一的或多个的离子通道活动的技术。
通过微电极与细胞膜之间形成紧密接触，采用电压钳或电流钳技术对生物膜上离子通道的电活动进行记录。
可测量１ＤＡ的电流灵敏度，１／ｓ．ｍ的空间分辨率和１０ｕｓ的时间分辨率，为从分子水平了解生物膜离子通道的开启和关闭、动力学选择性和通透性等膜信息提供了直接的手段。
膜片钳技术的发展不过２０多年时间【２】，但却广泛的应用于心血管生理学、病理生理学及药理学的研究中，使人们对心血管系统生理调节、分子水平的病理学改变及药物的作用机制有了更深的认识和研究手段，解决了大量的理论和实际问题。
膜片钳技术应用的影响是深远的，它是一类应用范围非常广泛的电生理学技术，它给电生理学和细胞生物学以及神经生理学的发展乃至整个生物学研究带来了～场新的革命。
随着它的进一步发展，膜片钳与分子生物学、激光共聚焦等技术的结合应用拓宽了它的应用前景。
本文拟对膜片钳的基本原理和其在心血管及药理学研究中的应用作一综述。
１膜片钳技术基本原理膜片钳技术是用一尖端光洁，直径约１ｐ，ｍ的玻璃微管电极与细胞膜表面在负压吸引下紧密接触，引成千兆欧封接，将吸附在微电极尖端开口处的那小片膜与其余部分的膜在电学上完全隔离开来，使小片膜中只包含一个或数个通道蛋白质分子，在此基础上固定电位，这样便可研究单个离子通道的活动【３】。
对这一小片膜上的离子通道的离子电流进行检测记录，故称为小片膜电压钳位技术（简称膜片钳）。
膜片钳技术摘要：80年代初发展起来的膜片钳技术(patch clamp technique)为了解生物膜离子单通道的门控动力学特征及通透性、选择性膜信息提供了最直接的手段。
该技术的兴起与应用，使人们不仅对生物体的电现象和其他生命现象更进一步的了解，而且对于疾病和药物作用的认识也不断的更新，同时还形成了许多病因学与药理学方面的新观点。
关键字：膜片钳细胞膜电位膜片构型通道膜片钳技术是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的或多个的离子通道分子活动的技术。
它和基因克隆技术（gene cloning）并架齐驱，给生命科学研究带来了巨大的前进动力。
膜片钳技术发展历史1976年德国马普生物物理化学研究所Neher和Sakmann首次在青蛙肌细胞上用双电极钳制膜电位的同时，记录到ACh激活的单通道离子电流，从而产生了膜片钳技术。
1980年Sigworth等在记录电极内施加5-50 cmH2O的负压吸引，得到10-100GΩ的高阻封接（Giga-seal），大大降低了记录时的噪声实现了单根电极既钳制膜片电位又记录单通道电流的突破。
1981年Hamill和Neher等对该技术进行了改进，引进了膜片游离技术和全细胞记录技术，从而使该技术更趋完善，具有1pA的电流灵敏度、1μm的空间分辨率和10μs的时间分辨率。
1983年10月，《Single-Channel Recording》一书问世，奠定了膜片钳技术的里程碑。
Sakmann 和Neher也因其杰出的工作和突出贡献，荣获1991年诺贝尔医学和生理学奖。
膜片钳技术基本原理与特点膜片钳技术本质上也属于电压钳范畴，两者的区别关键在于：①膜电位固定的方法不同；②电位固定的细胞膜面积不同，进而所研究的离子通道数目不同。
电压钳技术主要是通过保持细胞跨膜电位不变，并迅速控制其数值，以观察在不同膜电位条件下膜电流情况。
因此只能用来研究整个细胞膜或一大块细胞膜上所有离子通道活动。
膜片钳技术及其在神经科学研究中的应用膜片钳技术是一种在神经科学研究中广泛应用的技术，它可以用来记录和操纵神经元的电活动，为研究神经系统的功能和疾病提供重要的工具。
本文将介绍膜片钳技术的原理和应用，并探讨其在神经科学研究中的重要性。
膜片钳技术是一种通过在神经元的细胞膜上形成一个微小的孔洞，并利用微电极记录神经元内外的电位差的方法。
这种技术可以精确地记录神经元的动作电位，从而了解神经元的兴奋性和抑制性。
膜片钳技术的原理基于电生理学的基本原理，即神经元的电活动是由离子通道的开关控制的。
通过在神经元膜上形成一个微小的孔洞，可以通过微电极记录到神经元内外的电位差，从而了解离子通道的开关状态和神经元的电活动。
膜片钳技术在神经科学研究中有广泛的应用。
首先，它可以用来研究神经元的膜电位和动作电位。
研究人员可以通过在神经元膜上形成一个微小的孔洞，并利用膜片钳记录到神经元内外的电位差，从而了解神经元的电活动。
这对于研究神经元的兴奋性和抑制性非常重要，有助于理解神经元的工作原理和信息传递过程。
膜片钳技术还可以用来研究离子通道的功能。
离子通道是神经元膜上的蛋白质通道，它们控制着离子在神经元膜上的通透性，从而调节神经元的电活动。
通过利用膜片钳技术，研究人员可以记录到离子通道的电流，并分析离子通道的开关状态和功能特性。
这对于研究离子通道的结构和功能非常重要，有助于揭示离子通道与神经系统功能和疾病之间的关系。
膜片钳技术还可以用来研究突触传递和突触可塑性。
突触是神经元之间的连接点，通过突触传递神经信号。
膜片钳技术可以用来记录到突触传递的电位变化，并研究突触的功能特性和可塑性。
这对于理解神经系统的信息传递和学习记忆等高级功能非常重要。
在神经科学研究中，膜片钳技术的应用还包括单细胞蛋白质表达、药物筛选和基因编辑等方面。
通过将膜片钳技术与其他技术结合，研究人员可以进一步探索神经系统的功能和疾病机制，为神经科学研究提供更加全面和深入的理解。
Effects of puerarin on L type calcium channel in CA 1pyramidal neurons in hippocampus of adult ratsT ang Yu,L uo Ro ng jing ,Zho u L e quan(Depar tment o f Physio lo gy ,T he Basic M edical Co llege ,Guang Zhou U niver sity o f T CM ,G uang Zho u 510405)Abstract Objective:T o o bser ve the effect o f P uer arin on L t ype calcium channel in CA1py ramidal neur ons in hippocampus of a dult r ats aft er g iving sever al concentr ations.Methods:T he pyr amidal neuro ns in hippocampal CA1r egion w ere dissociated acutely from SD adult r ats by the enzymatical and auto matical w ay.T he cell suspension was then placed into a 35mm petr i dish .A fter allo w ing the cell to settle ,select ing the cell that acco rd w ith o ur ex perimental conditio ns.T hen r eco rding the io nic channel activity at the same holding vo ltag e by the cell at tached o f patch clamp techniques.Results:No significant effect w ere seen in L type calcium chan nel in CA 1pyr amidal neur ons w ith the low concentr ations of puera rin(1 2,2 4mmo l L -1).A t a g iv en holding v oltage ,significant change w as obser ved in the o pen time of the L t ype calcium channel after inf using P uer arin(4 8,9 6,19 2mmol L -1).O pen time was 11 773 4 838ms for contro l ,7 948 2 513ms for concentr ation o f 4 8mmol L -1(P <0 05,n=5),and 4 5330 828ms (9 6mmol L -1,P <0 05v s co nt rol ),then 3 042 0 792ms(19 2mmol L -1,P<0 05v s contro l ).T he open pr obability was0 0011 0 0001in contro l ,decr ease to 0 00053 0 00018(4 8mmol L -1,P <0 05v s co nt ro l ),and 0 00032 0 00013(9 6mmol L -1,P<0 05vs co nt rol ),then went dow n 0 00021 0 00009(19 2mmo l L -1,P <0 05v s contr ol ).Conclution:P u er arin can inhibit L -t ype calcium in CA 1py ramidal neuro ns,decrease the open time ,reduce the o pen pro bability.W hich implies that Puerar in t akes part in tr eatment o f ischemia st oke in clinic partly due to the inhibition of L ty pe calcium channel in neuro n.Key Words:puerar in;L type calcium channel;patch clamp cell at tached recor ding ;CA 1pyr amidal neurons实验技术穿孔膜片钳技术在离子通道电流研究中的应用*李鹏云 曾晓荣!杨 艳 蔡 芳(泸州医学院心肌电生理学研究室,泸州,四川646000)摘 要 目的:传统的全细胞膜片钳技术在离子通道电流的记录中存在机械稳定性差,对细胞的损伤大,以及胞内液的被渗析影响与细胞内信号转导和离子通道调控有关的第二信使物质的正常运行。
