Wie erfolgt die Herstellung der Whole-Cell Konfiguration in einem Patch-Clamp Experiment?

Die Whole-Cell Konfiguration ist eine Technik im Patch-Clamp Experiment, die es ermöglicht, den gesamten Zellinhalt elektrisch zu untersuchen. Hier sind die grundlegenden Schritte zur Herstellung dieser Konfiguration:

1. **Vorbereitung der Zelle und der Pipette**: Eine Glaspipette mit einer sehr feinen Spitze wird hergestellt und mit einer Elektrolytlösung gefüllt, die die Ionenverhältnisse im Zellinneren nachahmt. Die Zelle, die untersucht werden soll, wird in eine geeignete Lösung eingebracht.

2. **Annäherung der Pipette an die Zelle**: Unter einem Mikroskop wird die Pipette vorsichtig an die Zellmembran herangeführt. Dies geschieht oft mit Hilfe eines Mikromanipulators.

3. **Bildung eines Gigaseals**: Durch leichten Unterdruck wird die Pipettenspitze an die Zellmembran gesaugt, wodurch ein sehr hoher Widerstand (Gigaseal) zwischen der Pipette und der Membran entsteht. Dies ist ein kritischer Schritt, da ein stabiler Gigaseal notwendig ist, um elektrische Signale ohne Leckströme zu messen.

4. **Durchbrechen der Membran**: Durch Anwendung eines kurzen, starken Unterdrucks oder durch Anlegen eines kurzen elektrischen Impulses wird die Membran unter der Pipettenspitze durchbrochen. Dies stellt die elektrische Verbindung zwischen dem Inneren der Zelle und der Pipette her, wodurch die Whole-Cell Konfiguration erreicht wird.

5. **Messung und Datenaufnahme**: In der Whole-Cell Konfiguration können nun elektrische Ströme, die durch die Zellmembran fließen, gemessen werden. Dies ermöglicht die Untersuchung von Ionenkanälen, Membranpotentialen und anderen elektrophysiologischen Eigenschaften der Zelle.

Diese Technik ist besonders wertvoll in der Neurobiologie und Pharmakologie, um die Funktion von Ionenkanälen und die Wirkung von Medikamenten auf zelluläre elektrische Aktivitäten zu untersuchen.