Patch clamp

Wiele podstawowych funkcji komórkowych, takich jak skurcze mięśni i przekazywanie nerwów, opiera się na sygnałach elektrycznych wytwarzanych przez ruch dodatnio i ujemnie naładowanych jonów przez błonę komórkową. Jedną z kompetentnych metod rejestracji prądu płynącego przez całe ogniwo lub pojedynczy kanał jonowy jest technika patch clamp.

W tej metodzie szklana mikropipeta zawierająca roztwór elektrolitu jest szczelnie zamknięta na małej części błony komórkowej. W rezultacie fragment błony komórkowej jest izolowany elektrycznie, dzięki czemu jony przemieszczające się kanałami przepływają wyłącznie do mikropipety. Co więcej, to szczelne uszczelnienie błony komórkowej zapobiega przedostawaniu się jonów do roztworu kąpieli, w którym zawieszona jest komórka.

Różne metody patch-clamp:

W zależności od zainteresowań badawczych do pomiaru właściwości biofizycznych komórki można zastosować kilka odmian metody patch clamp. Na przykład badacze mogą zaciskać lub kontrolować napięcie membrany i mierzyć przepływający przez nią prąd. Alternatywnie mogą ograniczać prąd i mierzyć wszelkie zmiany napięcia membrany.

W trybie związanym z komórką błona zawierająca jeden lub kilka kanałów jonowych pozostaje nienaruszona. W rezultacie można zmierzyć prąd przepływający przez sam fragment błony. Natomiast metoda pełnokomórkowa polega na rozerwaniu płata błony poprzez krótkotrwałe silne odsysanie. W rezultacie wnętrze pipety staje się ciągłe z cytoplazmą. Tryb ten umożliwia pomiar prądu i napięcia elektrycznego w całym ogniwie.

Inna metoda patch clamp wymaga delikatnego wycofania dołączonej pipety. W rezultacie plaster membrany zostaje wycięty bez wpływu na szczelność uszczelnienia. W tej konfiguracji „odwróconej na lewą stronę” wewnątrzkomórkowa część membrany jest wystawiona na działanie roztworu kąpieli, co pozwala na badanie czynników wewnątrzkomórkowych wpływających na funkcje kanałów.