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1976年德国马普生物物理研究所Neher和Sakmann创建了膜片钳技术（patch clamp recording technique）。这是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的或多个的离子通道分子活动的技术。Neher和Sakmann因这个贡献而获得1991年度的诺贝尔生理学与医学奖。三十多年来，这时候膜片钳技术已经比较完善，给生物医学研究带来了巨大的推动力，是电生理学研究的主要方法之一。

近十年，膜片钳技术结合其他新技术为科研研究提供更加有效的工具。其中，最典型的代表作就是双光子膜片钳技术，可以膜片钳结合双光子显微镜进行活体动物研究。

双光子显微镜的特点是可以得到更大深度组织成像，其分辨率又足以进行单细胞成像。结合膜片器，双光子显微镜可以从活体荧光标记细胞获得电生理学光信号记录。就是用电子信号激发，而用荧光记录电生理学信号，直接对细胞活动情况进行实时记录。如2006年，德国和日本一些研究人员利用这一技术，已经成功在活体小鼠头部GFP（绿色荧光蛋白质）标记的神经细胞上记录具体树突等部位活动情况。