膜片钳技术数据处理与分析 ppt课件
Apr. 23-25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
信号采集后的滤波
Patch clamp training class
Apr. 23-25, 2014
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膜片钳实验数据pass
Highpass
Bandpass
Notch
Electrical Interference
Patch clamp training class
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示去除坏点
Patch clamp training class
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膜片钳实验数据的处理
注意事项 （1）坏点太多时，应在记录前予以去除。 （2）坏点持续时间短，如果出现持续时间较长的坏点，则数据要废弃。
Patch clamp training class
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膜片钳实验数据的处理
Lowpass 最为常用。 Clampfit根据采样定理与Nyquist定理自动算出f-3dB范围并显示 在该框底部。 7种类型： （1）8-pole Bessel：数据失真小，普遍用于时域数据。 （2）Boxcar：数码滤波器，用于时域数据。当前数据点及其前 后一些数据点（取决于Smoothing points，取3-99中的奇数）的 平均值赋予当前数据点，完成滤波。 Smoothing points值越大，数据幅度削减越大。 （3）Gaussian：数码滤波器，同Boxcar，但当前数据点在平均 值中所占的比例较大。 （4）RC (8-coincident-pole)：用于时域数据。 （5）RC ( single-pole)：用于时域数据。 （6）8-pole Butterworth：用于频域数据。 （7）8-pole Chebyshev：用于频域数据。
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膜片钳实验数据的处理
Epoch A段
坐标零点
坐标零点
（1）Subtract mean of（去除均值法）（2）Subtract slope of（去除斜率法）
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三、滤波 四、数据文件内部/之间的数学运算
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膜片钳实验数据的处理
一、基线的调零
基线的确认 全细胞记录基线易确认，单通道记录基线不易确认。 • 单通道开放时间较长 • 所记录的时间较短 • 同时开放的通道数目较多且长时间持续开放 确定通道电流的方向：电流方向向上，最负向是基线位置，反之亦然。 如何确定：膜片两侧液体、钳制电位
膜片钳技术高级培训班
Clampfit 10 膜片钳实验数据的处理与分析
内容
一、膜片钳实验数据的处理 二、全细胞记录数据的分析
三、单通道记录数据的分析
四、突触放电活动数据的分析
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膜片钳实验数据的处理
一、基线的调零
二、坏点的去除
通道开放
基线
单通道电流基线的确认 如果通道开放时电流向上，则基线在最下面的位置
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膜片钳实验数据的处理
Patch clamp training class
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膜片钳实验数据的处理
基线不在零点的原因 封接电阻的改变：漏电流 失调电位的存在：偏移、漂移
噪声的干扰：交流干扰
高通滤波的影响：对记录线的起始部位产生影响
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膜片钳实验数据的处理
基线调零方法 打开Analyze/Adjust/Baseline （1）Subtract mean of（去除均值法）：适用于去除直流偏移。 （2）Subtract slope of（去除斜率法）：适合于去除持续线性漂移。 （3）Subtract fixed value（去除固定值法）：适用于去除直流偏移。数值有正负之分。 （4）Adjust manually（手工调零法）：适合于单通道电流的基线或基线漂移无规律。
人手靠近记录探头：高幅、高频。
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膜片钳实验数据的处理
坏点的赋值 （1）Data value at cursor 1：Cursor 1的数值。 （2）Mean between cursor 1..2：Cursor 1-2之间均值。 （3）Mean between cursor 3..4：Cursor 3-4之间均值。 （4）Straight -line fit between cursor 1..2：Cursor 1-2之间的直线拟合值。 （5）Fixed value(pA/mV)：输入一个固定的数值。
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膜片钳实验数据的处理
（3）Subtract fixed value（去除固定值法）
（4）Adjust manually（手工调零法）
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膜片钳实验数据的处理
基线调零的注意事项 （1）有些只相对值（如电流幅度的变化值），不需要将基线调零。但多数 情况需要基线调零，建议都要进行基线调零。 （2）对于基线变动复杂的数据，基线调零可能会用到上述的几种方法。 （3）对于某些基线变动，Clampfit中的基线调零方法可能也无法准确调零。 建议最好在采集数据时就设法调整好基线。
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示基线调零方法
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膜片钳实验数据的处理
二、坏点的去除
坏点产生的原因 刺激伪迹：给标本施加刺激时产生。 电容瞬变电流：电容的充放电反应。 瞬时脉冲干扰（Glitch）：打开电源开关（日光灯、仪器设备开启时） 手机来电：一过性高频。
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膜片钳实验数据的处理
三、滤波
信号采集前的滤波 全细胞通道电流记录：1-2 kHz 全细胞突触活动记录：10 kHz
单通道电流记录：10 kHz
动作电位记录：10 kHz
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膜片钳技术数据处理与分析课件
Patch clamp training class
PPTA学p习r. 2交3-流25, 2014
16
膜片钳实验数据的处理
信号采集后的滤波
Patch clamp training class
PPTA学p习r. 2交3-流25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
Clampfit滤波类型
Lowpass
Patch clamp training class
PPTA学p习r. 2交3-流25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
坏点的赋值 （1）Data value at cursor 1：Cursor 1的数值。 （2）Mean between cursor 1..2：Cursor 1-2之间均值。 （3）Mean between cursor 3..4：Cursor 3-4之间均值。 （4）Straight -line fit between cursor 1..2：Cursor 1-2之间的直线拟合
Patch clamp training class
PPTA学p习r. 2交3-流25, 2014
10
膜片钳实验数据的处理
Clampfit演示基线调零方法
Patch clamp training class
PPTA学p习r. 2交3-流25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
二、坏点的去除
坏点产生的原因 ➢ 刺激伪迹：给标本施加刺激时产生。 ➢ 电容瞬变电流：电容的充放电反应。 ➢ 瞬时脉冲干扰（Glitch）：打开电源开关（日光灯、仪器设备开启时） ➢ 手机来电：一过性高频。 ➢人手靠近记录探头：高幅、高频。
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膜片钳实验数据的处理
浙江大学-刘振伟教授高级培训班-膜片钳技术数据处理与分析.ppt
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膜片钳实验数据的处理
EI所需最少数据点的计算举例 滤波器所需最少数据点＝ （采样频率/ 50 Hz）× Cycles to average 若采样频率＝ 10 kHz， 则一个50 Hz正弦波周期的采样点数＝ 10 kHz / 50 ＝200 点 若设定Cycles to average ＝ 10，则需要的最少采样点数＝ 2,000点
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Apr. 23-25, 2014
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膜片钳实验数据的处理
Lowpass 最为常用。 Clampfit根据采样定理与Nyquist定理自动算出f-3dB范围并显示 在该框底部。 7种类型： （1）8-pole Bessel：数据失真小，普遍用于时域数据。 （2）Boxcar：数码滤波器，用于时域数据。当前数据点及其前 后一些数据点（取决于Smoothing points，取3-99中的奇数） 的平均值赋予当前数据点，完成滤波。 Smoothing points值越大，数据幅度削减越大。 （3）Gaussian：数码滤波器，同Boxcar，但当前数据点在平均 值中所占的比例较大。 （4）RC (8-coincident-pole)：用于时域数据。 （5）RC ( single-pole)：用于时域数据。 （6）8-pole Butterworth：用于频域数据。 （7）8-pole Chebyshev：用于频域数据。
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膜片钳实验数据的处理
一、基线的调零
二、坏点的去除
三、滤波 四、数据文件内部/之间的数学运算
Patch clamp training class
膜片钳技术讲座幻灯
1. 膜片钳技术简介
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，记录到乙酰胆碱（Acetylcholine, ACh） 激活的单通道离子电流，从而产生了膜片钳技术 （patch clamp techniques）。 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，从而使该 技 术 更 趋 完 善 ， 1983 年 10 月 ， 《Single-Channel Recording》一书的问世，奠定了膜片钳技术的里 程碑。
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。
3. 膜片钳系统中的电阻
膜电阻（Membrane resistance, Rm） 指脂质双分子层的跨膜电阻，反映离子是否容易 穿透细胞膜。在细胞膜离子通道关闭时， Rm很大， 可达几百MΩ。不同于膜电容， 各种细胞的Rm 变异 较大。 膜输入阻抗（Membrane input resistance, Rin） 对 Rm 的测量是通过对膜输入阻抗的测量间接得到 的。给细胞膜施加一系列刺激方波，测定跨膜电流， 根据欧姆定律即可求出Rin 。注意要在形成全细胞记 录时测定，在形成高阻封接时， Rin =Rseal。
膜片钳patch-clampppt课件
钠通道的分类 根据对钠通道阻滞剂TTX和µconotoxin (µCTX)的敏感性不同分为3类： （1）神经类钠通道：对TTX敏感性高，而对µCTX敏感 性低。 （2）骨骼肌类钠通道：对TTX和µCTX敏感性均高。 （3）心肌类钠通道：对TTX和µCTX敏感性均低。
心肌钠通道，激活所需要的电压高、失活速度快、 引起动作电位（action potential, AP）的0期去极化 。
三、离子通道的分子结构及门控机制
1．电压门控离子通道的分子结构 钠、钙和钾电压门控通道在分子结构上有许多相似之处，离
子通道蛋白是多亚基（subunits）构成的复合体。其中，构成孔道部 分的是α亚基。各种电压依赖的离子通道的α亚基均在膜上形成四个 跨膜区（D1-D4）,钠、钙通道的四个跨膜区由共价键连接成四倍体 位于同一肽链，整个亚基只有一个N-末端和一个C-末端。钾通道的 α亚基只有一个跨膜区，功能性钾通道是四个α亚基由非共价键连接 而成的四聚体。每个跨膜区由6个呈α螺旋式的跨膜片段 （transmembrane segmants, S1-S6）及其间的连结肽链所组成。连接 S5-S6的肽链部分贯穿于膜内，是形成亲水性孔道而有选择性地让离 子通过的部分，称为孔道区（pore region）或P区。另一个重要的肽 段是S4 , S4共带4～8个正电荷，当膜电位变化时，S4螺旋构型即发 生变化，通道开放，故S4被称为电压门控性离子通道的电压感受器 （voltage sensor）。
2．内向整流钾通道的分子结构
具有内向整流性钾通道，主要指KIR，KACh， KATP等，他们与Kv通道一样由4个α亚单位对称 排列而成，但每个α亚单位只有2个跨膜螺旋片 段（M1和M2），两者由H5连接。
3.离子通道的门控机制
电压依赖性钠通道受膜电位的影响，在 不同电压影响下，通道蛋白发生构象变 化而使通道不断转换于静息态（resting state）、开放状态（open state）和失活 状态（inactive state）。
心肌钠通道，激活所需要的电压高、失活速度快、 引起动作电位（action potential, AP）的0期去极化 。
三、离子通道的分子结构及门控机制
1．电压门控离子通道的分子结构 钠、钙和钾电压门控通道在分子结构上有许多相似之处，离
子通道蛋白是多亚基（subunits）构成的复合体。其中，构成孔道部 分的是α亚基。各种电压依赖的离子通道的α亚基均在膜上形成四个 跨膜区（D1-D4）,钠、钙通道的四个跨膜区由共价键连接成四倍体 位于同一肽链，整个亚基只有一个N-末端和一个C-末端。钾通道的 α亚基只有一个跨膜区，功能性钾通道是四个α亚基由非共价键连接 而成的四聚体。每个跨膜区由6个呈α螺旋式的跨膜片段 （transmembrane segmants, S1-S6）及其间的连结肽链所组成。连接 S5-S6的肽链部分贯穿于膜内，是形成亲水性孔道而有选择性地让离 子通过的部分，称为孔道区（pore region）或P区。另一个重要的肽 段是S4 , S4共带4～8个正电荷，当膜电位变化时，S4螺旋构型即发 生变化，通道开放，故S4被称为电压门控性离子通道的电压感受器 （voltage sensor）。
2．内向整流钾通道的分子结构
具有内向整流性钾通道，主要指KIR，KACh， KATP等，他们与Kv通道一样由4个α亚单位对称 排列而成，但每个α亚单位只有2个跨膜螺旋片 段（M1和M2），两者由H5连接。
3.离子通道的门控机制
电压依赖性钠通道受膜电位的影响，在 不同电压影响下，通道蛋白发生构象变 化而使通道不断转换于静息态（resting state）、开放状态（open state）和失活 状态（inactive state）。
膜片钳原理PPT课件
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5
膜片钳的放大器
膜片钳放大器是膜片钳技术的核心仪器，放大器主 要有差分放大器、频率提升部分、加法器、瞬时补偿和 钳位放大器等部件组成。放大器的核心部分是差分放大 器，此差分放大器是一电流-电压转换器，可将记录到的 电流以电位差的形式输出。到目前为止放大器的发展已 经经历了三代的发展过程。目前普遍应用的膜片钳放大 器有德国HEKA公司的EPC系列(最新的产品是EPC-9)和 美国Axon公司生产的Axon Patch 系列(最新产品是Axon200B)，日本NIHONKOHDEN公司的CEZ系列。国产放 大器有华中理共大学的PC-Ⅰ和 PC-Ⅱ系列(最新的产品 是PC-ⅡB)，上海生理所的IP-Ⅰ型等。
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11
电极内液可更换为药物或毒素等非生理 性成分，研究药物对电压依赖性通道的影响， 从而对通道开关动力学的作用达到从微观水 平上研究药物作用的功能机制。也可任意改 变膜片内外液的浓度组分，研究各组分对膜 通 透 性 的 影 响 ， 值 得 注 意 的 是 H+ 、 Ca2+ 浓 度要适宜。也可用相应的激动剂作用于膜受 体，在监测离子通道电流流动过程中，了解 经G蛋白介导的第二信使作用，研究跨膜信 息转导的途径。
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3
膜片钳技术的原理
膜片钳技术是用微管电极接触细胞膜，以千兆欧 姆（gigaohm seal GΩ）以上的阻抗使之封接，使于电 极尖开口处相接的细胞膜的小区域（膜片patch）与其 周围在电学学上分隔，在此基础上固定电位，对此膜 片上的离子通道的离子电流（pA级最小可达0.06pA） 进行检测记录的方法。
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8
膜片钳的四种工作模式
1.细胞贴附式（cell-attached） 2.全细胞模式（whole -cell recording） 3.内面向外式（inside-out） 4.外面向外式（outside-out）
膜片钳技术原理及相关基本知识ppt课件
冲动，最终形成嗅觉或味觉。
• 机械门控通道
一类是牵拉活化或失活的离子通道，另一类是剪切力敏 感的离子通道，前者几乎存在于所有的细胞膜，研究较多 的有血管内皮细胞、心肌细胞以及内耳中的毛细胞等，后
者仅发现于内皮细胞和心肌细胞
• 水通道
2003年诺贝尔化学奖：
Pete Agre、 Roderick MacKinnon
失活 状态
Inactive
state
复活
recovery 静息 状态
resting state
二、门控特性(Gating)：
失活状态不仅是通道处于关闭状态， 而且只有在经过一个额外刺激使通道从 失活关闭状态进入静息关闭状态后，通 道才能再度接受外界刺激而激活开放。
失活
inactivation
开放 状态
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20
History of Ion Channel Study
• 1955年，Hodgkin和Keens应用电压钳(Voltage
clamp)在研究神经轴突膜对钾离子通透性时发现， 放射性钾跨轴突膜的运动很像是通过许多狭窄空洞 的运动，并提出了“通道”的概念。
• 1963年，描述电压门控动力学的Hodgkin-Huxley模
善，真正开始了定量研究，建立了H－H模型（
膜离子学说),是近代兴奋学说的基石。
.
19
• 1948年，Katz利用细胞内微电极技术记录到了
终板电位；1969年，又证实N－M接触后的Ach 以“量子式”释放，获1976年Nobel奖。
• 1976年 ，德国 的Neher 和Sakmann 发明Patch
激活
activation
open state
.
膜片钳PPT课件
2021
（二） 受体:细胞膜或细胞内能与某些化学物质(递质、调质、激素) 特
异性结合并产生生物效应的特殊分子。细胞膜上涉及到离子通道的主要受体：
Glu能离子型受体
激动剂
拮抗剂
AMPA
GluR1 Glu
CNQX
GluR2 AMPA
GluR3
GluR4
Kainate
GluR5 Glu
CNQX
GluR6 KA
• 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
23
• 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
1. 结构研究：生化确定蛋白质氨基酸序列+X线衍 射确定结构+……
2.功能研究：电生理技术（膜片钳） +……
3.结构和功能相结合：电生理技术（膜片钳） +转 基因技术+……
2021
3
电流钳----测电压
向细胞内注入恒定或变化的电流，记录相应膜电位变化
电压钳----测电流
为负反馈系统。注入电流，同时钳制电压于固定的某值，此时注入电流恰 好与离子通道开放产生的离子流大小相等，方向相反，以此得知该离子流大 小及方向。
后予全量钳制电压
• 补偿C-fast，破膜 • 补偿C-slow，稳定10-15min
（二） 受体:细胞膜或细胞内能与某些化学物质(递质、调质、激素) 特
异性结合并产生生物效应的特殊分子。细胞膜上涉及到离子通道的主要受体：
Glu能离子型受体
激动剂
拮抗剂
AMPA
GluR1 Glu
CNQX
GluR2 AMPA
GluR3
GluR4
Kainate
GluR5 Glu
CNQX
GluR6 KA
• 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
1. 结构研究：生化确定蛋白质氨基酸序列+X线衍 射确定结构+……
2.功能研究：电生理技术（膜片钳） +……
3.结构和功能相结合：电生理技术（膜片钳） +转 基因技术+……
2021
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电流钳----测电压
向细胞内注入恒定或变化的电流，记录相应膜电位变化
电压钳----测电流
为负反馈系统。注入电流，同时钳制电压于固定的某值，此时注入电流恰 好与离子通道开放产生的离子流大小相等，方向相反，以此得知该离子流大 小及方向。
后予全量钳制电压
• 补偿C-fast，破膜 • 补偿C-slow，稳定10-15min
细胞电生理学与膜片钳技术ppt课件
CCD Camera
Vibration Isolation Table
Micro-Manipulators Remote Controller
Electrophysiology-Apparatus
DAD-VC system
MicroManipulators
CCD Camera
Electrophysiology-Apparatus
钠通道 钙通道 钾通道
神经类钠通道 骨骼肌类钠通道 心肌类钠通道(持久、瞬时)
L-型（心肌窦房结、房室结）；T-型（心脏传 导组织）；N-型（中枢神经系统神经元和突 触部位）；P-型（大脑）；Q-型（小脑、海 马、脊髓）；R-型（神经细胞）
瞬时外向钾通道 (Ito) 延迟整流钾通f)
失活 状态
Inactive
state
复活
recovery 静息 状态
resting state
二、门控特性(Gating)：
失活状态不仅是通道处于关闭状态， 而且只有在经过一个额外刺激使通道从 失活关闭状态进入静息关闭状态后，通 道才能再度接受外界刺激而激活开放。
失活
inactivation
开放 状态
心血管系统主要有: 1.乙酰胆碱激活钾通道(KACh)：参与迷走调控。 2. ATP敏感钾通道(KATP)：心肌缺血、缺氧开放。 3.钙激活钾通道(KCa)：参与血管张力调控。
配体门控离子通道
KACh
KCa
ACh作用于M受体 去极化、[Ca2+]i↑
KATP
细胞内 ATP/ADP↓
增加舒张电位 复极化或超极化 缩短动作电位时程
细胞上，当钙通道尚未激活时，钠通道已经失活。 ➢ 对离子的选择性较低：在细胞外Ca2+浓度（[Ca2+]o）下降
【医学PPT课件】1991年诺贝尔生理医学奖-膜片钳技术
• 应用膜片钳技术可证明受体的存在并进行受体分 型，即通过快速换液装置加相应的激动剂、拮抗 剂及变构性调制剂，记录膜单通道的离子电流， 并根据受体的动力学及其它特性来证明所要检测 的受体。
• 膜片钳技术扩展了电生理技术的应用范围，如以 往因技术缘故难以研究哺乳动物的小细胞或脆性 很大的细胞，而今用膜片钳技术则可进行研究。
膜片钳技术原理图
Electrophysiology-Apparatus
Faraday cage
Microscope
CCD Camera
Vibration Isolation Table
Micro-Manipulators Remote Controller
Amplifiers
Electrophysiology-Apparatus
DAD-VC system
MicroManipulators
CCD Camera
Patch clamp
膜片钳法的各种模式
• 首先建立的单通道记录法（single channel recording）是细胞吸附式（cell-attached mode），其 后又建立了膜内面向外模式（inside-out）和膜外面 向外（outside-out）的模式。后来，又分别建立了开 放细胞吸附内面向外模式（open cell-attached insideout mode）和穿孔囊泡外面向外模式（perforated cell-attached inside-out mode）。全细胞记录法是指 在常规的方法的基础上，附加穿孔膜片（perforated patch）的模式。
1991年诺贝尔生理医学奖
膜片钳技术
主讲人：唐国奎
获奖者简介
Neher出生于1944年，德 国人
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）
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）