Метод локальной фиксации потенциала, patch-clamp

Многие фундаментальные функции клеток, такие как сокращение мышц и нервная передача, зависят от электрических сигналов, создаваемых движением положительно и отрицательно заряженных ионов через клеточную мембрану. Одним из компетентных методов регистрации тока, протекающего через всю ячейку или отдельный ионный канал, является метод патч-кламп.

В этом методе стеклянная микропипетка, содержащая раствор электролита, плотно прилегает к небольшой части клеточной мембраны. В результате участок клеточной мембраны электрически изолируется, гарантируя, что ионы, перемещающиеся по каналам, попадут только в микропипетку. Кроме того, такое герметичное закрытие клеточной мембраны предотвращает выход ионов в раствор ванны, в которой находится клетка.

Различные методы patch-clamp:

В зависимости от исследовательского интереса для измерения биофизических свойств клетки можно использовать несколько вариантов метода «пэтч-кламп». Например, исследователи могут фиксировать или контролировать напряжение на мембране и измерять ток, проходящий через нее. В качестве альтернативы они могут фиксировать ток и измерять любые изменения напряжения на мембране.

В режиме прикрепления к клеткам мембранный участок, содержащий один или несколько ионных каналов, остается неповрежденным. В результате можно измерить ток, протекающий только через мембранный участок. Напротив, цельноклеточный метод предполагает разрушение мембранного участка путем кратковременного сильного всасывания. Следовательно, внутренняя часть пипетки становится непрерывной с цитоплазмой. Этот режим позволяет измерять электрический ток и напряжение во всей ячейки.

Другой метод патч-клампа требует осторожного отвода прикрепленной пипетки. В результате заплатка мембраны иссекается, не нарушая герметичность. В этой конфигурации «изнанка наружу» внутриклеточная часть мембраны подвергается воздействию раствора ванны, что позволяет изучать внутриклеточные факторы, влияющие на функции каналов.