Auflösung des schnellen Schaltens bei Patch-Clamp Untersuchungen

8 Fazit und Ausblick
Dies ist die vierte Arbeit, in der sich die Kieler Arbeitsgruppe mit dem Thema des
anomalen Molfraktionseffekts (aus K + - und Tl + -Mischung) beschäftigt. Das Ziel aller
Arbeiten war es, zu entscheiden, ob dem AMFE ein Permeations- oder Gatingmechanismus
zugrunde liegt (Kapitel 4). Während der Nachweis der entscheidenden Rolle des Gatings beim
Block durch Cs + (Draber und Hansen, 1994a) und Na + (Blunck, 1996) gelang, konnte eine
Entscheidung beim AMFE in den drei Vorgängerarbeiten noch nicht erreicht werden.
Nun ist eine Bilanz zu ziehen, wie der Stand am Ende dieser Arbeit ist. Ein Hinweis, daß
der anomale Molfraktionseffekt durch schnelles Schalten verursacht wird, ergab sich aus den
Strom-Spannungskurven bei tiefer Temperatur. Die Konvergenz der beiden Strom-
Spannungskurven bei 7 °C unterstützt diese Hypothese.
Das Endziel ist jedoch der direkte Nachweis des schnellen Schaltens in kinetischen
Untersuchungen. Im Gegensatz zu den Vorgängerarbeiten stand jetzt das neue Programm von
Blunck (1996) und Kirst (1997) zur Auswertung von Mehrkanal-Dwell-Time-Histogrammen
zur Verfügung.
Die Untersuchungen auf der Grundlage des Markov-Modells SOGCZ
erbrachte dann die Überraschung. Stellt man sich zuerst einmal dumm, indem man vergißt,
daß die Niveaubestimmung von der gleichen zeitlichen Auflösung wie die Bestimmung der
Ratenkonstanten ausgeht, so ergeben die gemessenen Ratenkonstanten bei Raumtemperatur in
Tl + -haltiger Lösung tatsächlich durch Mittelung über die Burstbereiche eine scheinbare
Stromreduzierung. Sie beträgt zwar nur 10% statt der gemessenen 25%, aber in Anbetracht
der Fehler konnte man erst einmal zufrieden sein.
Doch diese Betrachtung hat nur Bedeutung für Wissenschaftler, die mit niedrigeren
Abtastraten arbeiten. Ihnen könnte man aufgrund der Analyse hier sagen: 10% Eurer
gemessenen Stromreduzierung geht auf Kosten der Mittelung über schnelles Schalten.
Für die hier durchgeführte Analyse ist der in Abschnitt 7.3.8 beschrittene Weg der einzig
richtige. Man nimmt die Ratenkonstanten bei Tl + -Anwesenheit bei Raumtemperatur, steckt sie
in das Simulationsprogramm, überlagert die Zeitreihe mit dem angemessenen Rauschen und
filtert sie mit einem 4-poligen Besseltiefpaß wie im Versuch. Da wird untersucht, ob die
Analyse den bei der Simulation benutzten Einzelkanalstrom von 6 pA wiedergibt. Selbst bei
Beschränkung auf das kleine Burstmodell (SOG) verändert das schnelle Schalten den
aus den Amplitudenhistogrammen gefundenen Strom nur auf 5.88 pA. Dieser Effekt von 2%
liegt im Streubereich der Auswertung realer Daten. Er ist zu vernachlässigen gegenüber den
25%, die als Stromreduzierung beim AMFE gemessen werden.
Dieses Ergebnis ist ein Meilenstein in der Geschichte des AMFEs im Kieler Labor. Die
Suche nach schnellem Schalten begann mit der Diplomarbeit von Draber (1990), führte zu
gewaltigen Verbesserungen der Aufzeichnungsanlagen (Albertsen, 1992) und zur
Entwicklung neuer effektiver Auswertealgorithmen (Schultze und Draber, 1993; Draber und
Schultze, 1994a; Albertsen und Hansen, 1994; Blunck, 1996; Kirst, 1997) und nun ist auf
einen Schlag alles vorbei: Kein schnelles Schalten als Ursache.