繼熒光成像之外，膜片鉗電生理學(xué)已成為細(xì)胞生理學(xué)研究的主力技術(shù)。事實(shí)上，即使是細(xì)胞成像方法也經(jīng)常建立在膜片鉗實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。為了研究離子通道的功能、神經(jīng)調(diào)控、突觸可塑性和神經(jīng)元連接性，沒有技術(shù)能提供接近膜片鉗的時間分辨率和信噪比。

因此，在研究大多數(shù)細(xì)胞（植物細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)元、心肌細(xì)胞）的功能來龍去脈時，無論是在完整的組織中還是孤立的，那么膜片鉗很可能是需要考慮的關(guān)鍵技術(shù)之一。

從不同的記錄配置（即全細(xì)胞、切除的貼片、細(xì)胞附著、松散密封）到將記錄與基因分析或成像相結(jié)合，技術(shù)的范圍正在穩(wěn)步增長。

膜片鉗裝置，用于同時記錄多達(dá) 10 個神經(jīng)元（A patch clamp rig for simultaneous recordings from up to ten neurons (Image kindly provided by the lab of Prof. J?rg Geiger, Charité Berlin)。

膜片鉗記錄已經(jīng)進(jìn)入了“中年”，使用量持續(xù)增長了 40 多年。近三十年前，全細(xì)胞記錄與熒光成像的**結(jié)合是膜片鉗的**次“升級”。與此同時，從越來越小的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行記錄的非官方競賽正在進(jìn)行中——首先是近端樹突、遠(yuǎn)端樹突，然后是微小的基底樹突、軸突，*后是突觸連接......在培養(yǎng)物中，在切片中，在體內(nèi)。

如今，全細(xì)胞記錄通常與記錄后細(xì)胞的遺傳分析相結(jié)合，為轉(zhuǎn)錄組學(xué)帶來單細(xì)胞分辨率。同時，膜片鉗越來越多地用于旨在獲取大型數(shù)據(jù)集的研究——無論是用于篩選**或轉(zhuǎn)基因構(gòu)建體，還是解開神經(jīng)元或其他細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)。

不言而喻，所有這些方法（電記錄、基因分析、成像和增加的通量）將在細(xì)胞生理學(xué)和藥理學(xué)中發(fā)揮越來越大的作用。

膜片鉗記錄并不總是那么容易。即使實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集是從單個視覺識別的細(xì)胞中記錄的問題，也有很多事情可能會出錯。電噪聲、漂移和不穩(wěn)定的機(jī)械手、嘗試修補(bǔ)細(xì)胞時的生澀運(yùn)動、運(yùn)動過程中的振動......所有這些都會減慢數(shù)據(jù)采集速度并影響數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

一組三張圖像，每張圖像都顯示了急性腦切片中相同的第 5 層神經(jīng)元，該切片被玻璃電極拉扯，連續(xù)從細(xì)胞中漂移。

漂移電極：用充滿染料的移液器修補(bǔ)的第 5 層神經(jīng)元。在**個（左）面板中，移液器緊貼著細(xì)胞。在連續(xù)的圖像中，電極從細(xì)胞中漂移，拉伸膜并導(dǎo)致進(jìn)入阻力增加（image kindly provided by Dr. Grit Bornschein, Carl Ludwig Institute, Leipzig University）。

如上所述，由于記錄設(shè)置的不同部分性能不佳以及無法很好地協(xié)同工作，這些問題的影響會因?qū)嶒?yàn)的日益復(fù)雜而加劇。*終，這一切都會減慢實(shí)驗(yàn)的速度。

同時，通過同時從多個單元和位置進(jìn)行記錄來實(shí)現(xiàn)更高的通量，也意味著更電極、接近細(xì)胞和形成密封等重復(fù)性任務(wù)會占用大量時間，并成為數(shù)據(jù)通量的瓶頸。

*后，在城市的大部分實(shí)驗(yàn)室中尤其感受到一個問題：控制電子設(shè)備來驅(qū)動所有這些設(shè)備會占用空間。由于膜片鉗中使用的大多數(shù)設(shè)備都依賴于 19 英寸控制架，因此同時記錄 8 個或 10 個目標(biāo)的系統(tǒng)通常需要比實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)置更多的空間來容納控制電子設(shè)備。

為了解決這些問題，集成膜片鉗工作站就派上用場了：多個顯微操作器、顯微鏡和樣品臺的組合，所有這些都由一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)連接起來，共同確保整個系統(tǒng)高效、平穩(wěn)地運(yùn)行。

如果不同的設(shè)備基于當(dāng)今的**技術(shù)，這將更上一層樓：使用閉環(huán)運(yùn)動控制提供的穩(wěn)定性和高可重復(fù)性 - 無論是機(jī)械手還是顯微鏡，都消除了典型的痛點(diǎn)。即使在低通量實(shí)驗(yàn)中，同時記錄一個或兩個細(xì)胞也大大減輕工作量。

一個完全集成的膜片鉗工作站，用于多達(dá) 8 個單元的并行記錄。

在這里，特別是壓電技術(shù)的使用使機(jī)械手可以數(shù)小時無漂移并且不會產(chǎn)生可檢測的電噪聲。機(jī)械手的穩(wěn)定性和平穩(wěn)性只是一個方面 - 確保樣品臺的平穩(wěn)運(yùn)動是關(guān)鍵。特別是，如果記錄的細(xì)胞具有廣闊的樹突或分布在大面積上。如果所有這些都可以通過比小型 PC 機(jī)占用更少空間的電子設(shè)備來控制，那就更好了。

在提高吞吐量時，這些高度可重復(fù)的定位設(shè)備可以輕松實(shí)現(xiàn)重復(fù)性任務(wù)的自動化。允許研究人員專注于實(shí)驗(yàn)的重要部分。

提高通量的*后一步是自動化更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)部分：*近的發(fā)展使得重復(fù)使用電極成為可能，而不是手動更換它們——將連接性研究的通量提高了 75% 以上。

*后，通過使用精細(xì)校準(zhǔn)的壓力控制器實(shí)現(xiàn)的密封形成自動化，將膜片鉗記錄的可重復(fù)性提升到了一個新的水平。這些壓力控制器與自動運(yùn)動序列配對，可以在記錄后自動從細(xì)胞中提取遺傳物質(zhì)并存入 PCR 樣品瓶中，這是不言而喻的。

如果硬件提供統(tǒng)一的控制接口，*好是可以從第三方或自行編寫的軟件輕松訪問的接口，那么這些先進(jìn)技術(shù)的相互作用將實(shí)現(xiàn)復(fù)雜序列的自動化。這可以通過功能強(qiáng)大且易于使用的軟件開發(fā)工具包 （SDK） 來實(shí)現(xiàn)，該工具包帶有常用編程語言（如 Python）的包裝器。實(shí)現(xiàn)這種控制級別的開源軟件包，以及機(jī)器視覺和數(shù)據(jù)采集功能，已經(jīng)為那些想要進(jìn)入下一代膜片鉗實(shí)驗(yàn)的人提供服務(wù)。

那么，這將把我們帶到哪里呢？補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)仍將是一項(xiàng)需要技能和經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)。即使是*集成的系統(tǒng)也不會將電生理學(xué)研究變成一門“按一下按鈕就完成了”的學(xué)科。但它會消除許多令人頭疼的問題，讓您專注于重要的事情：做科學(xué)研究。

uM-Patch 工作站

完全集成和配置的膜片鉗架

·可靠 – 使實(shí)驗(yàn)具有可重復(fù)性

·易于使用 – 更快開始記錄

·**的準(zhǔn)確性 – 輕松觀察您的切片

uMs-FN1 顯微鏡

行業(yè)**的膜片鉗顯微鏡

·超級平滑 – 移動樣本而不會丟失記錄

·緊湊 – 纖薄的機(jī)身，無需笨重的控制機(jī)架

·直觀易用 – 專注于您的實(shí)驗(yàn)

uMp 操縱器

世界上較穩(wěn)定的膜片鉗機(jī)械手uMp-3 套裝

·零漂移技術(shù) – 移液器保持在原處

·超緊湊 – 將機(jī)械手安裝在您需要的地方

·超級可擴(kuò)展 – 在需要時添加另一個機(jī)械手（無需新控制器）

更多相關(guān)產(chǎn)品詳情，請點(diǎn)擊：https://mp.weixin.qq.com/s/XEMykBQAVXB23P043_ePaA

為了給客戶提供更完善的服務(wù)，東樂自然基因在國內(nèi)設(shè)置了多個辦事處，辦事處配備了專業(yè)的應(yīng)用服務(wù)工程師對客戶進(jìn)行售前及售后指導(dǎo)，快速及時響應(yīng)客戶需求，為客戶解決設(shè)備相關(guān)的專業(yè)性問題。

更多行業(yè)資訊及優(yōu)惠活動，請關(guān)注東樂自然基因微信公眾號，官方企業(yè)微信及官方淘寶店鋪。