Kompaktlexikon der Biologie: Patch-Clamp-Technik
Patch-Clamp-Technik, ein elektrophysiologisches Messverfahren, mit dem sich Ströme durch einzelne Ionenkanäle von z.B. Nerven- und Muskelzellen, aber auch pflanzlichen Schließzellen messen lassen. Die P. – C. – T. wurde Mitte der 1970er-Jahre von E. Neher und B. Sakmann als eine Weiterentwicklung des Voltage Clamp-Verfahrens, bei dem ganze Zellen untersucht werden, eingeführt, wofür sie 1991 den Nobelpreis erhielten.
Für eine Messung mit der P. – C. – T. wird eine dünne, mit Salzlösung gefüllte Glasmikropipette, deren Durchmesser an der Spitze 1 μm beträgt, unter einem Mikroskop in direkten Kontakt mit der Plasmamembran gebracht. Durch leichtes Ansaugen wird die Verbindung zwischen Spitze und Membran abgedichtet (so genanntes tight seal), sodass die weiteren Untersuchungen nur an diesem Membranfleck (engl.: patch) durchgeführt werden ( vgl. Abb. ). Dadurch wird das elektrische Hintergrundrauschen, das aufgrund von Leckströmen entstehen kann, drastisch reduziert. Aus diesem Grund sind hochaufgelöste Messungen erst möglich. Sie können an ganzen Zellen erfolgen oder nur an dem Membranfleck selbst, wenn dieser zusammen mit der Pipette von der Zelle weggezogen wird. Durch eine Referenzelektrode können das Öffnen und Schließen von Ionenkanälen bei einem festgelegten Membranpotenzial (voltage clamp) oder festgesetztem Strom (current clamp)durchgeführt werden.
Patch-Clamp-Technik: Zur Messung des Öffnens und Schließens einzelner Ionenkanäle wird ein Membranfleck angesogen. Mit einer zweiten Mikroelektrode wird eine Prüfspannung angelegt und ein Strom durch die Saugelektrode geschickt
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