Die Zellmembranen von Neuronen sind mit Ionenkanälen besiedelt, die die Bewegung der Ladungen in die Zelle und aus der Zelle steuern, wodurch die Neuronen reguliert werden. Eine äußerst nützliche Technik für die Untersuchung der biophysikalischen Eigenschaften dieser Kanäle wird als Patch-Clamp-Aufzeichnung bezeichnet. Bei diesem Verfahren bewegen Neurowissenschaftler eine polierte Glaspipette gegen eine Zelle und unter Ansaugen wird eine hochohmige Abdichtung gebildet. Dieser Prozess trennt einen kleinen “Patch” der Membran, das einen oder mehrere Ionenkanäle enthält. Unter Verwendung einer Elektrode, die innerhalb der Mikropipette ist, können Forscher die elektrischen Eigenschaften der Membran “Klemmen” oder steuern, welches wichtig für die Analyse der Kanalaktivität ist. Die Elektrode erlaubt auch Änderungen in der Spannung der Membran oder der Fluss von Ionen durch die Membran aufzuzeichnen.

Dieses Video beginnt mit den Grundlagen hinter der Patch-Clamp-Elektrophysiologie, eine Einführung in die notwendige Ausrüstung und Beschreibungen der verschiedenen Patch-Konfigurationen dazu gehören die Whole-Cell, die Cell-Attached, die Perforierte, die Inside-Out, und die Outside-Out Patch. Als nächstes werden die wesentlichen Schritte eines typischen Whole-Cell-Patch-Clamp-Experiments behandelt, wobei eine Strom-Spannungskurve (IV) erzeugt wird. Schließlich werden Anwendungen der Patch-Clamp-Aufzeichnung zur Verfügung gestellt, um zu zeigen, wie die biophysikalischen Eigenschaften von Ionenkanälen, die Zellerregbarkeit und die neuroaktiven Verbindungen in den heutigen Neurophysiologie-Laboren ausgewertet werden.