纵观人类的发展历史，我们可以发现，每当出现新的技术工具时，总能极大的推动社会进步，例如蒸汽机的出现推动了英国的工业革命，从而使得英国强大起来，创建了日不落帝国。而在生物科学发展的历史上，也同样存在这样的现象，其中最典型的一个例子就是膜片钳技术的诞生，它就像一把钥匙，打开了细胞电生理研究的大门。那么，接下来就跟着小编来好好了解一下膜片钳技术吧~
一、膜片钳技术简介
膜片钳技术（patchclamptechniques）是采用钳制电压或电流的方法对生物膜上离子通道的电活动进行记录的微电极技术。
二、膜片钳技术的发展历程
1963年，霍奇金和赫胥黎发现了电压钳技术，并获得了诺贝尔生理或医学奖。
1976年，德国马克斯普朗克生物物理化学研究所ErwinNeher和BertSakmann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，美国耶鲁大学医学院等在记录电极内施加5-50cmH2O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，德国马克斯普朗克生物物理化学研究所OwenHamill和ErwinNeher等对膜片钳技术进行了改进，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-ChannelRecording》一书问世，奠定了膜片钳技术的里程碑。
1985年，德国萨尔大学生理研究所等人发明了可直接观察电流曲线的改变，用于观察各种因素对电流的影响，以确定某种未知因素对膜通道电流影响的膜片钳技术模式，进一步扩展技术应用领域。
1987年，中国华中科技大学李之望教授，敏锐地觉察到了膜片钳技术的广阔前景，提出自行研制相关仪器。
1989年，中国华中科技大学康华光教授带领的研究小组，研制出了中国首台膜片钳放大器；又过了1年，中国的学者们用这台仪器，第一次记录到了神经细胞的单通道电流，为中国生理学科的崛起和人才的建设，奠定了坚实的基础。
1991年，德国马克斯普朗克生物物理化学研究所ErwinNeher和BertSakmann也因其杰出的工作和突出贡献，荣获诺贝尔医学和生理学奖。
2004年，英国辉瑞全球研发部ClaireWood等人将自动化技术与膜片钳技术结合，开发了全自动膜片钳技术。解决了传统膜片钳技术每次只能记录一个细胞（或一对细胞）、耗时耗力、在药物开发初期和中期进行大量化合物的筛选、需要记录大量细胞的基础实验结果等问题，使得膜片钳技术的工作效率大大提高。
三、膜片钳技术的原理
用一个尖端直径在1.5-3.0um的玻璃微电极接触细胞膜表面，通过负压吸引使电极尖端与细胞膜之间形成千兆欧姆以上的阻抗封接，此时电极尖端下的细胞膜小区域（膜片,patch）与其周围在电学上分隔，在此基础上固定（钳制,Clamp）电位，对此膜片上的离子通道的离子电流进行监测及记录。
四、实验流程
1标本制备
根据研究目的的不同，可采用不同的细胞组织，如心肌细胞、平滑肌细胞、肿瘤细胞等，现在几乎可对各种细胞进行膜片钳的研究。对所采用的细胞，必须满足实验要求，一般多采用酶解分离法，也可采用细胞培养法；另外，由于与分子生物学技术的结合，现在也运用分子克隆技术表达不同的离子通道，如利用非洲爪蟾卵母细胞表达外源性基因等。
2电极制备
膜片微电极是将玻璃毛细管用电极拉制仪拉制而成的，主要分为以下步骤：
拉制：膜片微电极是将玻璃毛细管用拉管仪拉制而成。
涂硅酮树酯：将硅酮树酯涂于微电极的最尖端以外的部分，然后将其通过加热镍铬电阻线圈而烘干变固。
热刨光：在显微镜下，将微电极尖端接近热源进行热刨光处理可提高巨阻抗封接的成功率。
充灌微电极液：用于灌充微电极的液体需经为空滤膜过滤，除去妨碍巨阻抗封接形成的灰尘。
3膜片钳实验系统
4进行实验，记录和分析数据
准备工作就绪后即可进行实验操作，数据记录和分析。
5膜片钳技术的应用范围
①膜片钳技术在通道中的研究；
②与药物作用有关的心肌离子通道研究；
③对离子通道生理与病理作用机制的研究；
④对单细胞形态与功能关系的研究；
⑤对药物作用机制的研究；
⑥在心血管药理方面的研究；
⑦创新药物研究与高通量筛选的研究；
⑧在神经科学中的研究。
小结：
现如今，膜片钳技术已经大为普及，并广泛活跃在离子通道相关的研究当中。也许未来有一天，膜片钳技术会过时，但两百年来的探索历程，数代学者们的心血，以及它在科学研究中功绩会一直被铭记。
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