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膜片钳技术讲座(sun)

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膜片钳技术

膜片钳技术

膜片钳技术1、膜片钳技术原理膜片钳技术是用玻璃微电极吸管把只含1-3个离子通道、面积为几个平方微米的细胞膜通过负压吸引封接起来，由于电极尖端与细胞膜的高阻封接，在电极尖端笼罩下的那片膜事实上与膜的其他部分从电学上隔离，因此，此片膜内开放所产生的电流流进玻璃吸管，用一个极为敏感的电流监视器（膜片钳放大器）测量此电流强度，就代表单一离子通道电流。

膜片钳的基本原理则是利用负反馈电子线路，将微电极尖端所吸附的一个至几个平方微米的细胞膜的电位固定在一定水平上，对通过通道的微小离子电流作动态或静态观察，从而研究其功能。

膜片钳技术实现膜电流固定的关键步骤是在玻璃微电极尖端边缘与细胞膜之间形成高阻密封，其阻抗数值可达10～100 GΩ(此密封电阻是指微电极内与细胞外液之间的电阻)。

由于此阻值如此之高，故基本上可看成绝缘，其上之电流可看成零，形成高阻密封的力主要有氢健、范德华力、盐键等。

此密封不仅电学上近乎绝缘，在机械上也是较牢固的。

又由于玻璃微电极尖端管径很小，其下膜面积仅约1 μm2，在这么小的面积上离子通道数量很少，一般只有一个或几个通道，经这一个或几个通道流出的离子数量相对于整个细胞来讲很少，可以忽略，也就是说电极下的离子电流对整个细胞的静息电位的影响可以忽略，那么，只要保持电极内电位不变，则电极下的一小片细胞膜两侧的电位差就不变，从而实现电位固定。

膜片钳技术的原理图[51]Rs是与膜片抗阻串联的局部串联电阻（或称入路阻抗），Rseal是封接阻抗。

RS通常为1~5MΩ，如果Rseal高达10GΩ以上是成为Ip/I=Rseal/(Rs+Rseal)-1。

此Ip可作为I~V转换器（点线）内的高阻抗负反馈电阻（Rf）的电压下降而被检测出。

实际上这是场效应管运算放大器（A1）的输出中包括着膜电阻成分，这部分将在通过第二级场效应管运算放大器（A2）时被减掉。

本实验采用的是全细胞记录模式。

全细胞记录构型(whole-cell recording)高阻封接形成后，继续以负压抽吸使电极管内细胞膜破裂，电极胞内液直接相通，而与浴槽液绝缘，这种形式称为“全细胞”记录。

药物心脏毒性研究技术之膜片钳技术

药物心脏毒性研究技术之膜片钳技术

药物⼼脏毒性研究技术之膜⽚钳技术⼀些药物在使⽤的过程中引发的⼼脏毒性是威胁患者⽣命的毒副作⽤之⼀，如抗⼼律失常药物导致的⼼脏不良事件时有报道，虽然这种事件发⽣率低，但是危险性⼤，主要表现为⼼电图QT间隔延长，严重可以引起尖端扭转型室性⼼动过速。

因此在新药上市前，需要进⾏药物安全性评价时，尽早发现药物的潜在⼼脏毒性，以减少新药研发的投⼊和风险。

被称为研究离⼦通道的“⾦标准”的膜⽚钳技术，是药物早期⼼脏毒性评价的主要技术之⼀。

QT间期是指⼼室除极和复极的全过程，即QRS波群的起点到T波终点的时程。

QTc间期是指排除了⼼率影响的校正的QT间期。

⼼脏复极延迟，将导致发⽣⼼律失常的风险明显增⾼，最常见的是引发尖端扭转型室性⼼动过速(TdP)， TdP易演变成⼼室纤颤并导致猝死，因此QT间期延长，被认为是预测引发TdP的⽣物标记物。

在新药开发过程中，进⾏药物安全性评价的⼼脏毒性评价时，应确认研究药物对QT间期的影响，防⽌其上市后引起恶性⼼律失常。

hERG通道产⽣的电流是⼼室复极中最重要的电流，通道被药物后抑制直接导致Long QT综合症，很可能演变成尖端扭转型室性⼼动过速，⼼室纤颤，直⾄猝死。

长QT综合症(LQTS)是⼀种异常的⼼肌细胞复极化电活动，获得性的LQTS常常是药物治疗的结果。

研究发现许多常⽤药物包括抗⼼律失常药、抗精神病药物、抗菌素以及可卡因均可引起获得性的LQTS。

⽬前发现⼏乎所有的临床药物所导致的LQT 或者TdP 都作⽤于hERG。

由于导致hERG抑制的药物在化学结构上没有明显的共性，从⽽很难预测，仅有通过实验的⽅式给予解决。

全⾃动膜⽚钳技术⼀个重要的应⽤⽅向是检测早期药物化合物对hERG的毒副作⽤。

美迪西引进HEKA膜⽚钳系统（Patch Clamp System），该系统为放⼤器与数模转换器⼀体，可通过软件与⼿动操作相结合，达到⽐全⾃动更精准的程度，将会⼤⼤增强美迪西体外药物安全性评价服务。

膜片钳技术及其发展概论

膜片钳技术及其发展概论


长时程增强（LTP）记录技术
（实验方法、数据分析）
刘振伟 博士

膜片钳技术实验问题答疑 膜片钳实验观摩
刘振伟 博士 刘 斌 博士
膜片钳技术及其发展概述
东乐科技有限公司
2010.8.1 南昌大学
主要内容
一、膜片钳技术的原理 二、膜片钳技术的发展历史
三、膜片钳技术的发展概况
四、膜片钳技术的仪器构成
一、膜片钳技术的原理
离子通道简介
离子通道是镶嵌在动、植物细胞膜上的一类特殊蛋白质， 它们负责转运细胞膜内外的各种离子，参与各种细胞功 能，主要包括：



维持细胞静息膜电位，产生动作电位，从而调节细胞的 兴奋性、不应性和传导性； 调节细胞内Ca2+、cAMP、cGMP等第二信使 的浓度， 触发肌肉收缩、腺体分泌、基因表达等一系列细胞生理 反应； 参与神经元的突触传递； 维持细胞的正常体积。
缓缓提起电极
在低 C中
全细胞记录模式 （Whole-cell recording）
外面向外记录模式 （Outside-out recording）
内面向外记录模式 （Inside-out recording）
膜 片 钳 技 术 的 基 本 记 录 模 式
（7）全自动膜片钳技术的崛起 传统膜片钳技术的局限 ☆每次只能记录一个细胞，是一项耗时耗力的工作 ☆不适合在药物开发初期和中期进行大量化合物的筛选 ☆不适合需要记录大量细胞的基础实验研究。 全自动膜片钳技术的出现在很大程度上解决了这些问题， 它不仅通量高，一次能记录几个甚至几十个细胞，而且记 录质量均已、稳定，此外从找细胞、形成封接、破膜等整 个实验操作实现了自动化，免除了这些操作的复杂与困难。 这些优点使得膜片钳技术的工作效率大大提高了！

膜片钳实验与技术PPT课件

膜片钳实验与技术PPT课件

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电压门控钠离子通道
钠离子通道（sodium channels，简称钠通道），是选择性 地容许Na+跨膜通过的离子通道。根据其对钠通道阻滞剂河豚毒素 （tetrodotoxin, TTX）和μ-食鱼螺毒素（μ-conotoxin,μ- CTX） 的敏感性不同分为神经类、骨骼肌类和心肌类钠通道三类。
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2、电压门控离子通道
电压门控离子通道（voltage-gated ion channels）又称电压依赖性离子通道，这
一类通道的开启或关闭受膜电位的变化决 定，具有电压依赖性和时间依赖性。电压 门控离子通道一般以最容易通过的离子命 名，如钠离子通道、钙离子通道及钾离子 通道等。
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2
然而，你是否知道？有一篇论文，它的作者 当时还不太有名，刊登的杂志也不算顶级，可是论文发 表20年来，已神话般地被世界各地的科技工作者引用了 一万二千余次，遍及生物医学的众多领域，而且近年来 还在以平均每年约一千多篇的速度继续被引用，它就是 由Hamill，Marty，Neher，Sakmann和Sigworth等五人 于1981年发表在《欧洲生理学杂志》上的著名论文 <Improved Path-Clamp Technigues for HighResolution Current Recording from Cells and Cell-free Membrane Patches>。在此之前五年，身为 德国科学家的Neher和Sakmann共同发明了膜片钳技术 （1976），并于15年后共同荣获1991年诺贝尔 生理学 或医学奖。
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7
二、离子通道的分子结构
随着生物物理学和分子生物学的迅速发展，新的研究技术 的应用，特别是膜片钳片技术与分子克隆、基因突变和异体表达 等技术的结合，使离子通道的研究迅速进入到分子、亚分子水平， 人们已开始有能力从分子水平来确定通道的分子结构和解释离子 通道的孔道特性。

膜片钳技术讲座幻灯

膜片钳技术讲座幻灯
膜片钳技术讲座
2002年11月20日
第一部分 膜片钳技术基本概念
第二部分
离子通道基本知识
第一部分
膜片钳技术的基本概念
主要内容
1. 膜片钳技术简介
2. 膜片钳系统中的电位（电压）与电流
3. 膜片钳系统中的电阻
4. 膜片钳系统中的电容
5. 膜片钳系统中的串联电阻和电容补偿 6. 膜片钳系统中的漏减功能 7. 膜片钳系统中的信号滤波

ρ l ρ cot(φ /2) Rp ＝Rshank＋Rtip＝ ＋ （ 1 － 1） π rs2 π rt rs
ρ为电极内液的电阻率，l为杆部长度；rs 为圆锥形的 起始半径（μm）；rt为电极尖端半径（μm）；φ为电 极尖端圆锥形的角度。

串联电阻（Series resistance, Rs）和 通路电阻（接触电阻）（Access resistance, Ra）
漏电阻（Leak risistance, RL） 又叫被动反应电阻（Passive resistance），亦即 稳态电阻（Steady-state resistance）。是指细胞膜在 某一钳制电位下离子通道恒定开启时细胞膜的阻抗。 在不同的钳位电压下， RL是不同的。计算公式为：

RL = ΔV/kΔI = ΔW/kΔD

膜片钳记录技术创立以来，记录方式的变化
经典记录模式： 贴附式（Cell-attached 或 on cell) 内膜向外式(Inside-out) 外膜向外式(Outside-out) 全细胞记录方式(Whole-cell recording) 发展记录模式： 穿孔膜记录方式（Perforated patches） 穿孔囊泡记录方式（Perforated vesicles） 高阻封接巨膜片记录方式（Gigaseal-Macropatch） 松散封接记录方式 (Loose patch clamp) 细胞内灌流记录方式(Intracellular perfusion patch) 巨大切割膜片钳记录方式（Giant excised patches）

膜片钳原理技 术PPT课件

膜片钳原理技 术PPT课件
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kv2.1
2 nA
100 ms
Fig. Representative current of Kv2.1 channel in stable transfected HEK293 cell line. Whole–cells currents evoked during 250ms depolarizing voltage steps 10mv to rest potentials between –50 and +40mV from a holding potential of –50mV.
膜片钳原理技术
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2Leabharlann 片钳简介345
6
膜片钳记录方式
7
8
膜片钳几种基本工作方式
9
Cell-attached recording
29
Fig. Effects of 10 µM
galantamine
on
I-V
relationship (B) and the
activation curve (C) of IK(DR) and IK(A).
In (B), each point represents
mean SEM of 7 cells for
(B) Rivastigmine caused both hyperpolarizing shifts of the steady-state inactivation of IK(A) and IK(DR) by 11 mV and 27 mV, respectively. n = 5.

膜片钳技术PPT

膜片钳技术PPT

总结
▪ 膜片钳技术实用、快速、灵敏、准确及重 复性好等技术优势已经在大量的研究中得 到证实，这项技术的创立取代了电压钳技 术，是细胞电生理研究的一个飞跃，为离 子通道疾病的研究提供了技术基础
6.应用范围日趋广泛
▪ 为解决实际问题的需要，膜片钳技术已经 渗透到生物学领域的许多学科中，如分子 生物学、药理学、免疫学等等，成为生物 学研究中的一种主要技术手段，与其它生 物学技术的结合应用已经成为膜片钳技术 的主要发展趋势
7.全自动膜片钳技术的崛起
传统膜片钳技术的局限
☆每次只能记录一个细胞，是一项耗时耗力 的工作
膜片钳技术
08生物技术 80812009 肖文福
什么是膜片钳技术？
▪ 膜片钳技术是一种通过微电极与细 胞膜之间紧密接触的方法，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的微电极技 术。
基本原理
▪ 利用负反馈电子线路, 将微电极尖端所吸附 的一个至几个平方微 米的细胞膜的电位固 定在一定水平上,对通 过通道的微小离子电 流作动态或静态观察, 从而研究其功能。
膜片钳技术的记录方式
1. 细胞贴附式（单通道记录） 2. 内面向外模式 3. 外面向外模式 4. 全细胞模式
膜 片 钳 技 术 的 基 本
记 录
模 式
优点
缺点
细胞吸附模式 内面向外模式 外面向外模式
不破坏细胞的完 电流小，分辨率地，
整性, 内环境保持 对技术要求高，难
正常。
度较大
可以分别观察化 学因素对细胞膜 内侧面和外侧面 结构的影响。
▪ 若将特异的膜片探针插入卵母细胞，可检 测细胞内第二信使含量，此为膜片填塞技 术（Patch 研究细胞的胞吞与胞吐机制，发展了膜 电容测定法（Mem-brane capacitance measurement ）

培训学习资料-膜片钳技术-2022年学习资料

培训学习资料-膜片钳技术-2022年学习资料

Patch Clamp 1976 ve-sonras1-a0.-10
第一次记录：-1.M-11
·1980年Sigworth等在记录电极内施加5-50cmH0-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。-12
第一次记录：-A-改进：千兆欧G2封接-13
1981年Hamil1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 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。-14
1983年10月-《Single--Channel Recording.》-一书问世，奠定了膜片钳技术的里 碑。-Sakmann和Neher也因其杰出的工作和突出-贡献，荣获1991年诺贝尔奖。-15
THE PATCH-CLAMP TECHNIQUE-Erwin Neher-Bert Sakmann-Ge many-1991 Nobel Laureates-gigaseal'-pipet-pipette-hum n hair-cell-16
Single-Channel-Recording-1983年10月第一版-Edited by Bert S kmann and Erwin Neher-KSingle-Channel Recording-封面
Isolated neuronal-cell body-maintained in-culture-Cel body-Patch pipette-patch-clamp-technique-for recordi g-electrical activity-DEET-50μm-Ejection

细胞电生理与膜片钳技术

细胞电生理与膜片钳技术

2000 年中国医疗器械杂志24 卷第3 期·155 ·Chinese Journal of Medical I nst rumentation文章编号:1000 - 6974 (2000) 03 -0155 - 06[ 膜片钳技术(一) ]本讲座介绍现代电生理研究的基本方法———膜片钳技术,共分四讲,内容包括: 细胞电生理与膜片钳技术,单通道和全细胞记录技术,细胞分泌活动的实时监测技术以及细胞内钙离子浓度的测量和钙信号。

全讲座由武汉华中理工大学生物物理与生物化学研究所康华光教授组织撰写和定稿。

—编者—细胞电生理与膜片钳技术康华光华中理工大学生物物理与生物化学研究所(湖北,武汉,430074)提要本讲座介绍细胞电生理的基本知识及其基本方法。

包括细胞的简单结构、细胞膜的化学组成和生物电信号的产生机制。

膜片钳技术是现代电生理研究的基本方法,它涉及实验系统的组建和实验过程中的关键技术。

关键词细胞电生理;生物电信号;膜片钳技术中图分类号:Q6 - 33 文献标识码:ACellular E lectrophysiology an d P atch Cla mp T echniqueK AN G Hua - guangHu azhong University of S cience and Technolog yAbstract The fund amentals of cellu lar electro p h ysiolog y and its b asic method are d escribed here . The simply fied stru cture of the cell ,the chemical cons titu tes of the membrane ,and the mechanism of the b ioelectric sig nal g eneration are in2 clud ed. The patch clamp is the fund amental method olog y in m od ern electro p hysiolog y research. I t is closely related to the constru ction o f the lab oratory setu p and the key techniqu e in experimental procedure .K dy Words cellu lar electrop h ysiolog y ; b ioelectric sig nal ;patch clamp techniqu e作者简介:康华光(1925～) ,教授细胞是动物和人体的基本组成单元。

膜片钳PPT课件

膜片钳PPT课件
• 配制切片液及灌流液ACSF，冻存切片液至冰水混合态 • 二元气饱和ACSF • 动物麻醉、断头、取脑、切片 • ACSF中孵育脑片至少30min • 拉制玻璃电极 • 脑片入记录槽，持续ACSF灌流1-3ml/min • 低倍镜定位，IR-DIC镜选择靶细胞
2021
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• 玻璃微电极充灌电极内液(预配)，并固定于电极夹持器 • 维持电极正压，入液，补偿液接电位 • 操纵电极尖端至靶细胞上方，压之有凹痕（快） • 撤正压，予负压，予半量钳制电压，GΩ（1min 内）封接
2021
Vc
Vm
6
电压钳的缺点：
• 1、微电极需刺破细胞膜进入细胞，以致造成细 胞浆流失，破坏了细胞生理功能的完整性； • 2、不能测定单一通道电流。 • 3、对体积小的细胞(如哺乳类中枢神经元，直径 在10－30μm之间)进行电压钳实验，技术上有更 大的困难。
2021
7
膜片钳（Patch Clamp)基本原理：
（2）习惯化（habituation）和敏感化 (sensitization) （3）长时程增强（long-term potentiation , LTP）和
长时程抑制(long-term drepression, LTD)
2021
强直后增强（posttetanic potentiation）
连续刺激运动神经元 轴突，可使得： 1（蓝框）、骨骼肌 细胞的EPP首先出现 易化和压抑； 2（红框）、刺激中 断之后，单脉冲刺激 引起的EPP幅度加大 （强直后增强）。
突触前神经元 AP
电压门控 Ca2+ 通道
Ca2+
突触前动作电位 Ca2+内流 神经递质释放
突触小泡
突触后受体变构 离子通道开放

膜片钳实验技术系列讲座

膜片钳实验技术系列讲座

膜片钳实验技术系列讲座
陈军
【期刊名称】《神经解剖学杂志》
【年(卷),期】1997(13)3
【总页数】14页(P297-310)
【关键词】膜片钳;实验技术;电生理学
【作者】陈军
【作者单位】第四军医大学基础部解剖学教研室梁琚脑研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】R33－33
【相关文献】
1.膜片钳实验技术系列讲座第十三部分应用于离子通道研究中的脂质平面膜法
(一) [J], 陈军
2.膜片钳实验技术系列讲座：第四部分全细胞记录法和穿孔膜片钳法 [J], 八尾宽
3.膜片钳实验技术系列讲座：第三部分组织切片膜片钳技术 [J], 高桥智幸
4.膜片钳实验技术系列讲座 [J], 陈军
5.膜片钳实验技术系列讲座──第四部分全细胞记录法和穿孔膜片钳法（续） [J], 陈军
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附录1. 推荐书目
王绍, 徐涛. 电生理学方法. 韩济生主编. 神经 科学原理. 第二版. pp55-65. 北京：北京医科 大学中国协和医科大学联合出版社，1999. 张均田主编. 现代药理学实验方法. 北京：北 京医科大学中国协和医科大学联合出版社， 1997. 陈军. 膜片钳实验技术. 北京: 科学出版社, 2001. 刘振伟. 脑片膜片钳技术及其研究概况. 张均 田主编. 神经药理学研究进展. pp137-150. 北 京：人民卫生出版社，2002.
整流（Rectification） 整流是指电流易向一个方向流动，而不易 向反方向流动。内向性整流是指正离子易从 膜外向膜内流动，而不易从膜内流向膜外。
原因：离子通道的开放导致膜电阻发生了
变化。 表现：电流和电压的关系不满足欧姆定律 的直线关系。
无整流
有整流
V=IRc
V=IRv
离子通道不开放
一、串联电阻（Series resistance, Rs）补偿 Rs是指流过电极尖端的电流所遇到的所有
电阻。
当将电极放入浴液中或在形成高阻封接时，
Rs主要是电极电阻;
全细胞记录模式形成后， Rs包括电极电阻 、
破裂膜的残余膜片电阻、细胞内部电阻。
Rs引起的误差有如下二方面： 1. 串联电阻产生电压降，严重影响膜钳制 电压的数值；
减小电流Rundown的方法： 1. 电极内充灌ATP、GTP等可减弱其发生 速率。 2. 采用穿孔式膜片钳记录方法（Perforated patch clamp），由于其只在细胞膜上用药物 形成微小孔洞而不打破细胞膜，所以细胞内 大分子成分和ATP均不会被稀释或丢失，能 够有效地抑制Rundown现象的发生。
Electrode
指金属电极，即Ag/AgCl电极。
Pipette
指拉制出的玻璃电极，它不是真正意 义上的电极，而是真正电极的依托。
命令电压（Command
voltage, Vcmp）
通过放大器或计算机发出的指令电压， 用于钳制细胞膜电位。
钳制电位（Holding
potential, Vh）
人为地将细胞膜内外的电压差固定在某 一数值，这一数值即为钳制电压或称钳制 电位。实施这一行为的技术为电压钳技术 （Voltage clamp）。
膜的被动反应
离子通道开放 膜的主动反应

外向整流
随膜电位的去极化，I-V曲线明显向Y轴（电流轴）靠 近。如IK电流。

内向整流
随膜电位的去极化，I-V曲线明显向X轴（电压轴）靠 近。如烟碱电流。
去极化方向
去极化方向
IK电流的外向整流
烟碱电流的内向整流

尾电流（Tail current）
指通道在激活因素结束时的关闭过程中，所记录
6. 基本概念及参数设置

输入漏电流（Input leakage current）
理论上讲，不施加外部命令时，通过放大 器探头的电流应该为0，如果由于放大器本 身的原因产生了电流，这就是漏电流。由于 放大器控制电流漂移的质量很高，一般漏电 流都很小。

封接电流（Seal current）
由于封接质量不高（没有形成良好的高 阻封接），从封接处产生的电流。成为噪 声。
减小跨壁电容的方法： 1. 加厚电极管壁：采用厚壁玻璃毛坯 拉制电极，或在电极浸液部分外部涂以硅 胶树脂等疏水性物质。
2. 减小电极浸液深度：浸液部分越大， Ct越大。 3. 补偿电路：采用膜片钳放大器内置 的电容补偿电路进行补偿。

慢电容（Slow capacitance, Cslow）与 快电容（Fast capacitance, Cfast）
膜片钳技术讲座
2006年12月
第一部分
膜片钳技术的基本概念
第二部分 离子通道的基本知识
第三部分
全细胞记录结果举例分析
第一部分
膜片钳技术的基本概念
学习内容
1. 膜片钳的发展历史
2. 膜片钳的工作原理
3. 膜片钳记录常用的设备
4. 膜片钳记录的方式及基本操作
5. 全细胞记录的步骤 6. 基本概念和参数的设置
Patch clamp 镜下观
Patch clamp 镜下观
2. 膜片钳的工作原理
3. 膜片钳记录的常用设备
1) 电极拉制器
2) 倒置相差显微镜
3) EPC-10膜片钳放大器 4) 三维微操纵仪 5) CED 1401数－模/模－数转换器 6) CED EPC 软件包
电极拉制器： 二步法拉制
1. 膜片钳的发展历史
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等获得10-100GΩ的高阻 封接（Giga-seal）。 1981年Hamill和Neher等对该技术进行了 改进，引进了全细胞记录技术。
内尔(Neher) （1944-）
萨克曼(Sakmann) （1942-）
合作发明了膜片钳技术，并应用这一技术 首次证实了细胞膜上存在离子通道。二人 共获1991年诺贝尔生理学与医学奖。
膜片钳技术（Patch clamp）
用微玻管电极接触细胞膜，以吉欧姆 （GΩ）以上的阻抗使之封接，使电极开口 处的细胞膜与其周围膜在电学上绝缘，在此 基础上固定电位，对此膜片上离子通道的电 流进行监测记录的方法。
2. 膜电位对步阶命令电压的反应时间延迟。 补偿方法：调节“%-COMP”按钮
二. 液界（接）电位及其补偿 主要成分： 1. 液体--金属：AgCl电极与电极内液；
2. 电极内液--细胞外液；
3. 电极内液--细胞内液（破膜后，等待一
定时间即可消除）。
范围：可达几百mV 补偿方法：电极入水按“Search”，“Offset”

快电容主要指电极电容； 慢电容主要指膜电容。

电容补偿的原则
在贴附式记录时，膜电容数值较小。
此时要补偿的电容主要是快电容，
即电极电容。
打破细膜形成全细胞记录模式后，
膜电容显著增大。此时主要补偿的
是慢电容，即膜电容。
四.快速电容补偿（fast capacitance compensation）
到的电流称为尾电流（Tail current）。
-40mV Vh=-100mV -70mV
2nA 5ms

电流的Rundown现象 指随着记录时间的延续，通道电流逐渐
降低的现象。许多种类细胞的钙电流都具有 Rundown现象。
Rundown现象形成的原因
全细胞记录模式形成以后，由于电极内 液与细胞内液之间的相互透析，造成细胞内 大分子物质稀释或丢失；同时，细胞内ATP 也因稀释而严重不足，而钙离子在外排时耗 能较大，从而导致Rundown现象的发生。
倒 置 相 差 显 微 镜
EPC-7膜片钳放大器(德国)
4. 膜片钳的记录方式及基本操作
细胞吸附式（Cell-attached
mode 或 on cell mode)
内膜向外式(Inside-out mode)
外膜向外式(Outside-out mode)
全细胞记录方式(Whole-cell
recording)
微电极的拉制
材料：硼硅酸盐毛细玻璃管
拉制方法：二步法 要求：尽可能使头颈部短些（ Rs） 拉制好的微电极涂硅酮树酯、热刨光
电极液的充灌: 无气泡 充灌玻璃电极长度的1/3
微电极的安装
记录(测量)电极和参考电极：
材料是Ag，表面镀成AgCl
减少接触电位
5. 全细胞记录
电压钳模式： 固定电压， 记录电流

内向电流（Inward current） 从细胞外进入细胞内的正离子（如Na+）电
流或从细胞内流向细胞外的负离子（如Cl-） 电流。

外向电流（Outward current）
从细胞内流向细胞外的正离子（如K+ ）电
流或从细胞外流向细胞内的负离子（如Cl-）
电流。
Electrode与pipette的区别
三. 膜片钳系统中的电容 膜电容（Membrane capacitance, Cm） 细胞膜的脂质双分子层是电的不良导体， 因而由细胞外液-脂质双分子层-细胞内液就 构成了细胞膜电容。 Cm的大小与细胞膜表面积（包括内陷折 叠部分）成正比，与脂质双分子层的厚度成 反比。

对于一个球形细胞，膜电容的计算公式为： Cm=πd2 / 100 (pF) d为细胞直径（μm）
C-FAST和τ-FAST按钮 “Fast”钮补偿快电容，主要是电极电 容。大部分的电容瞬变值可用“Fast”控 制钮进行补偿。
五.缓慢电容补偿（slow capacitative compensation） “C-Slow”钮补偿慢电容，即电极尖端与 大地之间的电容，主要是膜片电容。
在全细胞记录模式，缓慢电容补偿的值 即为该细胞的电容值。
第三部分
全细胞记录结果举例
+80mV
+40mV
0mV
-40mV
-80mV 200ms
Iso Hypo
Current Density (pA/pF)
-40
60
30
0 -80 0 -30 40 80
Voltage (mV)
-60
Iso 4 Iso 2 Hypo Hypo
Current (nA)
0
第二部分
电压门控性离子通道 基本知识
•电流密度（ Current density）
单位细胞膜面积的电流大小。在进行 全细胞记录时，由于细胞直径大小的不同， 离子通道数目也不相同，因此为便于不同 细胞间的比较，采用电流密度这一概念。