高阻密封技術還***降低了電流記錄的背景噪聲，從而大幅提高了時間、空間和電流分辨率，如10μs的時間分辨率、1平方微米的空間分辨率和10-12年的電流分辨率。影響電流記錄分辨率的背景噪聲不僅來自膜片鉗放大器本身，還來自信號源的熱噪聲。信號源就像一個簡單的電阻，其熱噪聲為σn=4Kt△f/R其中σn為電流均方差的平方根，k為玻爾茲曼常數(shù)，t為溫度，△f為測量帶寬，R為電阻值。可以看出，為了獲得低噪聲電流記錄，信號源的內(nèi)阻必須非常高。如果在1kHz帶寬、10%精度的條件下記錄1pA的電流，信號源的內(nèi)阻應該大于2gω。電壓鉗技術只能測量內(nèi)阻為100kω~50mω的大電池的電流，常規(guī)技術和制備無法達到所需的分辨率。在細胞膜的電興奮過程中，脂質(zhì)層膜電容的反應是被動的，其電流電壓曲線是線性的。日本高通量全自動膜片鉗腦片

膜片鉗技術與其他技術的結(jié)合Neher等**將膜片鉗技術與Fura2熒光鈣測量技術相結(jié)合，同時進行細胞內(nèi)熒光強度、細胞膜離子通道電流、細胞膜電容等多項指標變化的快速交替測量，從而獲得同一事件過程中各因素的各自變化，進而分析這些變化之間的關系。Neher將能夠光解鈣離子的鈣螯合物引入膜片鉗技術，進而可以定量研究鈣離子濃度與分泌速率的關系以及相對較大的分泌速率。他還發(fā)明了膜片鉗的膜電容檢測與碳纖維電極的電化學檢測相結(jié)合的技術。然后***將光電聯(lián)合檢測技術和碳纖維電極電化學檢測技術相結(jié)合。這種結(jié)合既能研究分泌機制，又能鑒定分泌物質(zhì)，彌補了各單一方法的不足。Eberwine于1991年***將膜片鉗技術與RT-PCR技術相結(jié)合，可以在分子水平上解釋形態(tài)相似但電活動不同的結(jié)果，隨后開始了膜片鉗與分子生物學技術相結(jié)合的時代:基因重組技術和膜通道蛋白重建技術。進口可升級膜片鉗解決方案在膜電位改變時，在電場的作用下，重新分布導致通道的關閉，同時有電荷移動，稱為門控電流。

膜片鉗技術的創(chuàng)立取代了電壓鉗技術，是細胞電生理研究的一個飛躍，使得離子通道的研究，從宏觀深入到微觀，使昔日的“肉湯生理學(brothphysiology)”與“閃電生理學(lightningphysiology)”在分子水平上結(jié)合起來，使人們對膜通道的認識耳目一新。當前，生理學、生物物理學、生物化學、分子生物學和藥理學等多種學科正在把膜片鉗技術和膜通道蛋白重組技術、同位素示蹤技術和光譜技術等非電生理技術結(jié)合起來，協(xié)同對離子通道進行較全的研究。不少實驗室已經(jīng)將基因工程與膜片鉗技術結(jié)合起來，把通道蛋白有目的地重組于人工膜中進行研究。設想將合成的通道蛋白分子接種入機體以替換有缺陷和異常的通道的功能而達到的目的。

1937年，Hodgkin和Huxley在烏賊巨大神經(jīng)軸突細胞內(nèi)實現(xiàn)細胞內(nèi)電記錄，獲1963年Nobel獎1946年，凌寧和Gerard創(chuàng)造拉制出前列直徑小于1μm的玻璃微電極，并記錄了骨骼肌的電活動。玻璃微電極的應用使的電生理研究進行了重命性的變化。Voltageclamp（電壓鉗技術）由Cole和Marmont發(fā)明，并很快由Hodgkin和Huxley完善，真正開始了定量研究，建立了H一H模型（膜離子學說），是近代興奮學說的基石。1948年，Katz利用細胞內(nèi)微電極技術記錄到了終板電位;1969年，又證實N—M接觸后的Ach以"量子式"釋放，獲1976年Nobel獎。1976年，德國的Neher和Sakmann發(fā)明PatchClamp（膜片鉗）。并在蛙橫紋肌終板部位記錄到乙酰膽堿引起的通道電流。Neher將膜片鉗技術與Fura 2 熒光測鈣技術結(jié)合。

ePatch雖然設備非常小巧，但功能完備，傳統(tǒng)膜片鉗設備能做的實驗，用ePatch幾乎都能做。具有voltage-clamp，current-clamp，zerocurrent-clamp三種模式，自動電極電壓飄移補償，C-fast-C-slow-R-series-P/N補償，Bridgebalance補償?shù)裙δ堋？梢宰鋈毎涗浺部梢宰鰡瓮ǖ烙涗洠てQ技術常做的離子通道電流，突觸后電流，動作電位檢測等實驗都能輕松實現(xiàn)。公司還為此開發(fā)了友好的控制和記錄軟件，筆者上手接觸了一下，發(fā)現(xiàn)跟AXON的軟件類似，并且程序編輯更為簡單易用。所記錄到的數(shù)據(jù)可以直接使用Clampfit進行分析，可以說對于使用過AXON設備的膜片鉗工作者來說，上手毫無難度。全自動膜片鉗技術的出現(xiàn)標志著膜片鉗技術已經(jīng)發(fā)展到了一個嶄新階段。日本單電極膜片鉗單細胞

以膜片鉗為鑰匙，打開細胞離子通道研究的大門！日本高通量全自動膜片鉗腦片

高阻封接問題的解決不僅改善了電流記錄性能，還隨之出現(xiàn)了研究通道電流的多種膜片鉗方式。根據(jù)不同的研究目的，可制成不同的膜片構(gòu)型。(1)細胞吸附膜片(cell-attachedpatch)將兩次拉制后經(jīng)加熱拋光的微管電極置于清潔的細胞膜表面上，形成高阻封接，在細胞膜表面隔離出一小片膜，既而通過微管電極對膜片進行電壓鉗制，分辨測量膜電流，稱為細胞貼附膜片。由于不破壞細胞的完整性，這種方式又稱為細胞膜上的膜片記錄。此時跨膜電位由玻管固定電位和細胞電位決定。因此，為測定膜片兩側(cè)的電位，需測定細胞膜電位并從該電位減去玻管電位。從膜片的通道活動看，這種形式的膜片是極穩(wěn)定的，因細胞骨架及有關代謝過程是完整的，所受的干擾小。日本高通量全自動膜片鉗腦片