細(xì)胞是動物和人體的基本組成單元,，細(xì)胞與細(xì)胞內(nèi)的通信,是依靠其膜上的離子通道進行的，離子和離子通道是細(xì)胞興奮的基礎(chǔ),，亦即產(chǎn)生生物電信號的基礎(chǔ),，生物電信號通常用電學(xué)或電子學(xué)方法進行測量。由此形成了一門細(xì)胞學(xué)科—電生理學(xué)（electrophysiology）,，即是用電生理的方法來記錄和分析細(xì)胞產(chǎn)生電的大小和規(guī)律的科學(xué),。
早期的研究多使用雙電極電壓鉗技術(shù)作細(xì)胞內(nèi)電活動的記錄。現(xiàn)代膜片鉗技術(shù)是在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,。
      1976年德國馬普生物物理研究所Neher和Sakmann創(chuàng)建了膜片鉗技術(shù)（patch clamp recording technique）,。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細(xì)胞膜單一的（或多個的離子通道分子活動的技術(shù)）。以后由于吉歐姆阻抗封接(gigaohm seal, 109Ω)方法的確立和幾種方法的創(chuàng)建,。這種技術(shù)點燃了細(xì)胞和分子水平的生理學(xué)研究的革命之火,，它和基因克隆技術(shù)（gene cloning）并架齊驅(qū)，給生命科學(xué)研究帶來了巨大的前進動力,。
     這一偉大的貢獻,，使Neher和Sakmann獲得1991年度的諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎。

一,、膜片鉗技術(shù)發(fā)展歷史
           1976年德國馬普生物物理化學(xué)研究所Neher和Sakmann首次在青蛙肌細(xì)胞上用雙電極鉗制膜電位的同時,，記錄到ACh激活的單通道離子電流，從而產(chǎn)生了膜片鉗技術(shù),。
         1980年Sigworth等在記錄電極內(nèi)施加5-50 cmH2O的負(fù)壓吸引,，得到10-100GΩ的高阻封接（Giga-seal），大大降低了記錄時的噪聲實現(xiàn)了單根電極既鉗制膜片電位又記錄單通道電流的突破,。
         1981年Hamill和Neher等對該技術(shù)進行了改進,，引進了膜片游離技術(shù)和全細(xì)胞記錄技術(shù)，從而使該技術(shù)更趨完善,，具有1pA的電流靈敏度,、1μm的空間分辨率和10μs的時間分辨率。
        1983年10月,，《Single-Channel Recording》一書問世,，奠定了膜片鉗技術(shù)的里程碑。Sakmann 和Neher也因其杰出的工作和突出貢獻,，榮獲1991年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎,。

二：膜片鉗技術(shù)原理
        膜片鉗技術(shù)是用玻璃微電極吸管把只含1-3個離子通道、面積為幾個平方微米的細(xì)胞膜通過負(fù)壓吸引封接起來（見右圖）,，由于電極尖端與細(xì)胞膜的高阻封接,，在電極尖端籠罩下的那片膜事實上與膜的其他部分從電學(xué)上隔離，因此,，此片膜內(nèi)開放所產(chǎn)生的電流流進玻璃吸管,，用一個極為敏感的電流監(jiān)視器（膜片鉗放大器）測量此電流強度，就代表單一離子通道電流
        膜片鉗技術(shù)的建立,，對生物學(xué)科學(xué)特別是神經(jīng)科學(xué)是一資有重大意義的變革,。這是一種以記錄通過離子通道的離子電流來反映細(xì)胞膜單一的（或多個的離子通道分子活動的技術(shù)。些技術(shù)的出現(xiàn)自然將細(xì)胞水平和分子水平的生理學(xué)研究聯(lián)系在一起,，同時又將神經(jīng)科學(xué)的不同分野必然地融匯在一起,，改變了既往各個分野互不聯(lián)系、互不滲透,，阻礙人們?nèi)嬲J(rèn)識能力的弊端,。
        這一技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和基因克隆技術(shù)并架齊驅(qū)，給生命科學(xué)研究帶來了巨大的前進動力,。

可興奮膜的電學(xué)模型

      細(xì)胞膜由脂類雙分子層和和蛋白質(zhì)構(gòu)成,。脂質(zhì)層的電導(dǎo)很低，由于雙分子層的結(jié)構(gòu)特點,，形成了細(xì)胞的膜電容,，通道蛋白的開閉狀況主要決定了膜電導(dǎo)的數(shù)值。在細(xì)胞膜的電學(xué)模型中,，膜電容和膜電導(dǎo)構(gòu)成了一個并聯(lián)回路,。在細(xì)胞膜的電興奮過程中，脂質(zhì)層膜電容的反應(yīng)是被動的,，其電流電壓曲線是線性的,；而由通道蛋白介導(dǎo)的膜電導(dǎo)構(gòu)成了膜反應(yīng)的主動成分,，它的電流電壓關(guān)系是非線性的。

當(dāng)改變跨膜電位時,，膜電容和膜電導(dǎo)分別引發(fā)被動和主動電流：Im=Ii＋CdV/dt,，其中Im是流過膜的總電流，Ii是通道電流,，CdV/dt是由膜電容介導(dǎo)的電容電流,。為了考察通道電流就必須消除電容電流的影響，此時可以令dV/dt＝0,，即將膜電位鉗制在一固定數(shù)值,，使其不隨時間變化，這就是電壓鉗技術(shù)的實質(zhì)所在,。

電壓鉗技術(shù)

     離子通道的近代觀念源于Hodgkin,、Huxley、Katz等人在20世紀(jì)30—50年代的開創(chuàng)性研究,。在1902年,，Bernstein創(chuàng)造性地將Nernst的理論應(yīng)用到生物膜上，提出了“膜學(xué)說”,。他認(rèn)為在靜息狀態(tài)下,，細(xì)胞膜只對鉀離子具有通透性；而當(dāng)細(xì)胞興奮的瞬間,，膜的破裂使其喪失了選擇通透性,，所有的離子都可以自由通過。Cole等人在1939年進行的高頻交變電流測量實驗表明,，當(dāng)動作電位被觸發(fā)時,，雖然細(xì)胞的膜電導(dǎo)大為增加，但膜電容卻只略有下降,，這個事實表明膜學(xué)說所宣稱的膜破裂的觀點是不可靠的,。1949年Cole在玻璃微電極技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)明了電壓鉗位（voltage clamp technique）技術(shù)，基本原理如下：

      電壓鉗技術(shù)的核心在于將膜電位固定在指令電壓的水平,，這樣才能研究在給定膜電位下膜電流隨時間的變化關(guān)系,。在上圖中，膜電位Vm由高輸入阻抗的電壓跟隨器所測量,。鉗制放大器在比較了膜電位和指令電位E之后,，通過電阻Ra將電流注入膜內(nèi)以控制膜電位。鉗制放大器的輸出：Vo=A（E－Vm）,，因為這個輸出由電阻Ra和膜所分壓,，所以輸出電流：I=（Vo－Vm）/Ra。由這兩個關(guān)系可推出：Vm=EA/(1+A)-RaI/（1+A）。因此若鉗制放大器的增益A極大,，膜電位Vm和指令電位E之間的差別就可以忽略,，即實現(xiàn)了電壓鉗制。

     Hodgkin,、Huxley和Katz應(yīng)用電壓鉗技術(shù)研究槍烏賊巨軸突,，結(jié)合同位素示蹤和胞內(nèi)灌流等技術(shù)發(fā)現(xiàn)：動作電位的初期，細(xì)胞膜主要對鈉離子的通透性發(fā)生改變,，胞外的鈉離子迅速內(nèi)流，并產(chǎn)生所謂的“超射”現(xiàn)象（overshoot）,；隨后對鈉的通透性的急劇減少并且對鉀離子的通透性增加,。興奮期的膜電位存在“超射”現(xiàn)象也是膜學(xué)說所不能解釋的。

     根據(jù)這些實驗,，Hodgkin,、Huxley和Katz在其1949—1952年的一系列論文中提出了“離子學(xué)說”或“鈉學(xué)說”。認(rèn)為當(dāng)膜的去極化超過一個臨界值時,，就會觸發(fā)動作電位的產(chǎn)生,。在此期間，鈉電導(dǎo)迅速上升,，鈉離子大量內(nèi)流,，使得膜電位接近鈉的平衡電位；隨后鈉電導(dǎo)迅速失活,，鉀電導(dǎo)逐漸增加,，引起膜電位的復(fù)極化。

    Hodgkin和Huxley通過對電壓鉗位實驗數(shù)據(jù)的分析,，給出了所謂的Hodgkin—Huxley方程,。他們將膜電位鉗制在不同的水平，觀察鉀電導(dǎo)或鈉電導(dǎo)隨時間的變化,，然后用一個常微分方程去逼近所得到的實驗曲線,，而這些微分方程中的參數(shù)則假定跟離子通道上的“粒子”相關(guān)。根據(jù)H—H方程,，能夠推導(dǎo)出動作電位的閾值,、形狀、幅度等性質(zhì),。并且在去除電壓鉗制的條件下,，可以得到一個以電壓和時間為變量的偏微分方程，由它可以給出和真實狀況相符合的神經(jīng)沖動的傳導(dǎo),。

膜噪聲和噪聲分析

     Katz等人在1970年代初期研究了蛙神經(jīng)肌肉接頭處肌纖維膜電位的波動,。他們根據(jù)對這種膜電位“噪聲”的分析，提出了量子釋放的概念,，認(rèn)為神經(jīng)遞質(zhì)是以囊泡的形式從突觸前膜釋放到突觸間隙中,。并且Katz等人借助這種新的“噪聲分析”方法（fluctuation analysis）,，能從突觸后膜電位的“噪聲”中推測出單位事件的幅度和時程。Anderson,、Stevens,、Colquhoun和Sigworth等人進一步發(fā)展了“噪聲分析”。

     “噪聲分析”的實質(zhì)在于二項分布期望和方差之間的關(guān)系,。假定通道只有開和關(guān)兩個狀態(tài),，并且各個通道的開關(guān)是獨立的。若N是通道的總數(shù),，p是通道的開放概率,，i是單通道電流，I是膜電流的期望值,。則有：I=Npi,，var(I)=Np(1-p)i2,即：var(I)=iI-I2/N。用var(I)對I作圖,，這顯然是一個開口朝下的拋物線,。微分這個二次方程得到曲線的斜率：dvar(I)/dI=i-2I/N,當(dāng)I=0時的斜率就是單通道電流，根據(jù)鉗制電位和反轉(zhuǎn)電位之間的差就可以算出單通道電導(dǎo),；在拋物線的頂點即當(dāng)：dvar(I)/dI=0時,，I=Ni/2，由此可算出離子通道的總數(shù),。

膜片鉗技術(shù)

     “噪聲分析”只能推算離子通道的電導(dǎo)和時間弛豫過程,，而不能直接觀測通道的門控動力學(xué)。1976年德國馬普學(xué)會生物物理化學(xué)研究所（G?ttingen）的兩位科學(xué)家,，Neher和Sakmann在電壓鉗技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了膜片鉗技術(shù)（patch clamp technique）,。“膜片鉗”的本意就是對小片細(xì)胞膜進行電壓鉗位,，然后觀測通過這一小塊膜片上單個離子通道的電流,。其電路原理示意圖如下： 

      膜片鉗技術(shù)的基本原理是通過負(fù)反饋使得膜電位與指令電壓相等，在電壓鉗制的條件下記錄膜電流,。上面是電阻反饋式膜片鉗放大器的電路示意圖,。A1為一極高輸入阻抗、極低噪聲的場效應(yīng)管運算放大器,，由于A1極高的開環(huán)增益使得兩個輸入端的電壓幾乎完全相等,，從而實現(xiàn)電壓鉗制。Rf為一數(shù)值可切換的反饋電阻,，分別對應(yīng)于不同的電流記錄范圍,，其中高值反饋電阻具有極高的電阻和極低的雜散電容，是決定放大器單通道記錄性能的基本元件。A2為一差分放大器,，它的輸出即為電極電流和反饋電阻的乘積,。由放大器A1和A2構(gòu)成的回路稱為電流—電壓轉(zhuǎn)換器，是膜片鉗放大器前級（headstage）的核心,。

      Rs是由電極和細(xì)胞之間的通路所構(gòu)成的串聯(lián)電阻,，會引起全細(xì)胞電壓鉗記錄的點鉗制問題，這可通過Rs Comp回路來消除,。電極入液之后會產(chǎn)生所謂的“快電容”Cp,，即內(nèi)外液相對于電極壁形成的雜散電容，在形成GΩ封接后變得更明顯,。而當(dāng)吸破細(xì)胞膜形成全細(xì)胞模式后,，還能觀測到“慢電容”Cm，即對于細(xì)胞膜的充放電而產(chǎn)生的電容電流,。可以通過電容補償回路來消除這些電容尖峰的影響,。由于阻容藕合電路中電阻和電容值的不同,，快慢電容的幅度和時間常數(shù)都不同。對于有突起的細(xì)胞如腦片中的神經(jīng)元,，還存在空間鉗制問題,，這就難以從電路上消除它的不利影響。

     全細(xì)胞膜片鉗模式下有電壓鉗記錄和電流鉗記錄兩種,。電壓鉗記錄的原理與電壓鉗技術(shù)相似,，但有所不同：首先，全細(xì)胞電壓鉗記錄只使用單根電極,，但在電學(xué)效果上同時實現(xiàn)了電壓鉗制和電流記錄,。其次，電壓鉗記錄的電極不插進細(xì)胞,，對細(xì)胞造成的損傷較小,，因而能用于小細(xì)胞如神經(jīng)元的研究。電流鉗記錄則是通過鉗制電極電流來測量膜電位,。電流鉗在本質(zhì)上也是電壓鉗位,，它將差分放大器的輸出電流與指令電流相比較，然后將這個差動輸出施加到放大器前級的倒相端,，通過高速反饋使得同相端的電壓與其相等,，無論電極電流是否為零，都能從輸出電壓得到膜電位的準(zhǔn)確數(shù)值,。

      根據(jù)細(xì)胞膜的電路模型,，全細(xì)胞模式還可用于監(jiān)測膜電容的變化。當(dāng)通過電極給細(xì)胞膜一個高頻正弦波時，由于膜電容的存在,，膜電阻的反應(yīng)會有一個明顯的相位滯后,，這個時間延遲由膜電容、膜電阻和電極電阻三者決定,。當(dāng)后面兩個因素固定時,，膜電容的變化就會引起膜電阻反應(yīng)與輸入之間的相位差的變化。對于各種分泌細(xì)胞：胰島細(xì)胞,、腎上腺分泌細(xì)胞或神經(jīng)分泌細(xì)胞,，細(xì)胞的分泌伴隨著膜表面積也就是膜電容的變化，可以通過監(jiān)測相位差的變化來觀測細(xì)胞的分泌過程,。

     單通道記錄的關(guān)鍵在于降低背景噪聲,。電阻反饋式放大器存在兩個問題：一是反饋電阻本身的熱噪聲；另一個是反饋電阻本身的雜散電容,。對于前者,，當(dāng)采用大電阻值反饋電阻時，就能將熱噪聲降低到可以接受的范圍,。但反饋電阻的雜散電容與電阻形成一個低通濾波器,，按照現(xiàn)在的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（50G，0.1pF）,，這個濾波器會使采集到的單通道信號嚴(yán)重失真,。對于這個問題，可以采用一個高頻提升器（high frequency boost）,，信號經(jīng)過這樣的處理就會引入高頻噪聲,，因此必須經(jīng)過低通模擬濾波。

     1976年在封接電阻只有10—20MΩ的情況下,，記錄了蛙去神經(jīng)支配的肌纖維膜乙酰膽堿受體的單通道電流,，由于背景噪聲的影響，單通道電流矩形脈沖的形狀很不明顯,。若要記錄單個離子通道的微弱電流,，就必須將噪聲降低到極小，但按照‘Johnson’公式,，由帶電粒子的熱運動所引起的電流噪聲為：Irms = (4kTfc/R)1/2,，因此就必須極大地提高電阻。因為放大器輸入阻抗,、膜片電阻和反饋電阻都很高,，所以必須極大地提高封接電阻。

     后來發(fā)現(xiàn)當(dāng)略施負(fù)壓之后封接電阻很快上升到了GΩ的范圍,，背景噪聲急劇下降,，使得高分辨率的單通道記錄變?yōu)榭赡?。隨后Hamill和Horn等人將小塊膜片從細(xì)胞膜上分離下來而不影響封接，這樣就形成了單通道記錄的三種模式：細(xì)胞貼附式,、內(nèi)面向外式,、外面向外式，連同全細(xì)胞模式于是便有了膜片鉗的四種經(jīng)典記錄模式,。Hamill等人在1981年發(fā)表的奠基性論文標(biāo)志著膜片鉗技術(shù)的成熟,，隨后在全世界各個生理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和生物物理學(xué)實驗室得到了廣泛的應(yīng)用,，極大地推動了離子通道和相關(guān)學(xué)科的研究

四：膜片鉗技術(shù)的應(yīng)用    

1. 應(yīng)用學(xué)科
         膜片鉗技術(shù)發(fā)展至今,，已經(jīng)成為現(xiàn)代細(xì)胞電生理的常規(guī)方法，它不僅可以作為基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究的工具,，而且直接或間接為臨床醫(yī)學(xué)研究服務(wù),，
         目前膜片鉗技術(shù)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)（腦）科學(xué)、心血管科學(xué),、藥理學(xué),、細(xì)胞生物學(xué)、病理生理學(xué),、中醫(yī)藥學(xué),、植物細(xì)胞生理學(xué)、運動生理等多學(xué)科領(lǐng)域研究,。
         隨著全自動膜片鉗技術(shù)（Automatic patch clamp technology）的出現(xiàn),，膜片鉗技術(shù)因其具有的自動化,、高通量特性,，在藥物研發(fā)、藥物篩選中顯示了強勁的生命力,。    

 2. 應(yīng)用的標(biāo)本種類 
         使用的標(biāo)本種類繁多,。從最早的肌細(xì)胞（心肌、平滑肌,、骨骼?。⑸窠?jīng)元和內(nèi)分泌細(xì)胞發(fā)展到血細(xì)胞,、肝細(xì)胞,、耳窩毛細(xì)胞、胃壁細(xì)胞,、上皮細(xì)胞,、內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞,、精母細(xì)胞等多種細(xì)胞,；從急性分散細(xì)胞和培養(yǎng)細(xì)胞（包括細(xì)胞株）發(fā)展到組織片（如腦片,、脊髓片）乃至整體動物；從蝸牛,、青蛙,、蠑螈、爪蟾卵母細(xì)胞發(fā)展到雞細(xì)胞,、大鼠細(xì)胞,、人細(xì)胞等等；從動物細(xì)胞發(fā)展到細(xì)菌,、真菌以及植物細(xì)胞,。此外，膜片鉗技術(shù)還廣泛地應(yīng)用到平面雙分子層（Planar bilayer）,、脂質(zhì)體（Liposome）等人工標(biāo)本上,。

3. 研究對象
         研究對象已經(jīng)不局限于離子通道。從對離子通道（配體門控性,、電壓門控性,、第二信使介導(dǎo)的離子通道、機械敏感性離子通道以及縫隙連接通道等等）的研究發(fā)展到對離子泵,、交換體以及可興奮細(xì)胞的胞吞,、胞吐機制的研究等。

4. 應(yīng)用舉例：

(1). 膜片鉗技術(shù)在通道研究中的重要作用
         應(yīng)用膜片鉗技術(shù)可以直接觀察和分辨單離子通道電流及其開閉時程,、區(qū)分離子通道的離子選擇性,、同時可發(fā)現(xiàn)新的離子通道及亞型，并能在記錄單細(xì)胞電流和全細(xì)胞電流的基礎(chǔ)上進一步計算出細(xì)胞膜上的通道數(shù)和開放概率,，還可以用以研究某些胞內(nèi)或胞外物質(zhì)對離子通道開閉及通道電流的影響等,。同時用于研究細(xì)胞信號的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞分泌機制。結(jié)合分子克隆和定點突變技術(shù),，膜片鉗技術(shù)可用于離子通道分子結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能關(guān)系的研究,。
         利用膜片鉗技術(shù)還可以用于藥物在其靶受體上作用位點的分析。如神經(jīng)元煙堿受體為配體門控性離子通道,，膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)通過記錄煙堿誘發(fā)電流,，可直觀地反映出神經(jīng)元煙堿受體活動的全過程，包括受體與其激動劑和拮抗劑的親和力,，離子通道開放,、關(guān)閉的動力學(xué)特征及受體的失敏等活動。使用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)觀察拮抗劑對煙堿受體激動劑量效曲線的影響,，來確定其作用的動力學(xué)特征,。然后根據(jù)分析拮抗劑對受體失敏的影響，拮抗劑的作用是否有電壓依賴性,、使用依賴性等特點,，可從功能上區(qū)分拮抗劑在煙堿受體上的不同作用位點,，即判斷拮抗劑是作用在受體的激動劑識別位點，離子通道抑或是其它的變構(gòu)位點上,。

(2).與藥物作用有關(guān)的心肌離子通道
        心肌細(xì)胞通過各種離子通道對膜電位和動作電位穩(wěn)態(tài)的維持而保持正常的功能,。近年來，國外學(xué)者在人類心肌細(xì)胞離子通道特性的研究中取得了許多進展,，使得心肌藥理學(xué)實驗由動物細(xì)胞模型向人心肌細(xì)胞成為可能,。

(3).對離子通道生理與病理情況下作用機制的研究
         通過對各種生理或病理情況下細(xì)胞膜某種離子通道特性的研究，了解該離子的生理意義及其在疾病過程中的作用機制,。如對鈣離子在腦缺血神經(jīng)細(xì)胞損害中作用機制的研究表明,，缺血性腦損害過程中，Ca2+ 介導(dǎo)現(xiàn)象起非常重要的作用,，缺血缺氧使Ca2+通道開放,，過多的Ca2+進入細(xì)胞內(nèi)就出現(xiàn)Ca2+超載，導(dǎo)致神經(jīng)元及細(xì)胞膜損害,，膜轉(zhuǎn)運功能障礙,，嚴(yán)重的可使神經(jīng)元壞死 

(4).對單細(xì)胞形態(tài)與功能關(guān)系的研究
        將膜片鉗技術(shù)與單細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)欠磻?yīng)技術(shù)結(jié)合，在全細(xì)胞膜片鉗記錄下,，將單細(xì)胞內(nèi)容物或整個細(xì)胞（包括細(xì)胞膜）吸入電極中,，將細(xì)胞內(nèi)存在的各種mRNA全部快速逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，再經(jīng)常規(guī)PCR擴增及待檢的特異mRNA的檢測,，借此可對形態(tài)相似而電活動不同的結(jié)果做出分子水平的解釋或為單細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供標(biāo)本,，為同一結(jié)構(gòu)中形態(tài)非常相似但功能不同的事實提供分子水平的解釋。目前國際上掌握此技術(shù)的實驗室較少,，我國北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所于1994年在國內(nèi)率先開展,。

(5).對藥物作用機制的研究
        在通道電流記錄中，可分別于不同時間,、不同部位（膜內(nèi)或膜外）施加各種濃度的藥物,，研究它們對通道功能的可能影響,，了解那些選擇性作用于通道的藥物影響人和動物生理功能的分子機理,。這是目前膜片鉗技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，既有對西藥藥物機制的探討,，也廣泛用在重要藥理的研究上,。如開麗等報道細(xì)胞貼附式膜片鉗單通道記錄法觀測到人參二醇組皂苷可抑制正常和“缺血”誘導(dǎo)的大鼠大腦皮層神經(jīng)元L-型鈣通道的開放，從而減少鈣內(nèi)流,，對缺血細(xì)胞可能有保護作用,。陳龍等報道采用細(xì)胞貼附式單通道記錄法發(fā)現(xiàn)烏頭堿對培養(yǎng)的Wistar大鼠心室肌細(xì)胞L-型鈣通道有阻滯作用。

(6). 在心血管藥理研究中的應(yīng)用
         隨著膜片鉗技術(shù)在心血管方面的廣泛應(yīng)用,，對血管疾病和藥物作用的認(rèn)識不僅得到了不斷更新,，而且在其病因?qū)W與藥理學(xué)方面還形成了許多新的觀點,。正如諾貝爾基金會在頒獎時所說：“Neher和Sadmann的貢獻有利于了解不同疾病機理，為研制新的更為特效的藥物開辟了道路”,。

(7). 創(chuàng)新藥物研究與高通量篩選 
        目前在離子通道高通量篩選中主要是進行樣品量大,、篩選速度占優(yōu)勢、信息量要求不太高的初級篩選,。最近幾年,，分別形成了以膜片鉗和熒光探針為基礎(chǔ)的兩大主流技術(shù)市場。將電生理研究信息量大,、靈敏度高等特點與自動化,、微量化技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了自動化膜片鉗等一些新技術(shù),。