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einen großen

einen großen elektrische Widerstand (> 1GOhm), den der Strom überwinden muss, um zwischen Rand der Pipette und der Zellmembran hindurch zu fließen. Ist dieser Widerstand zu niedrig, fließt sogenannter Leak-Strom an der Zelle vorbei und verfälscht das Messergebnis. Ein hoher Sealwiderstand Rseal ist also eine Grundvoraussetzung für eine vertrauenswürdige Messung. Ausgehend von der beschriebenen Konfiguration, die auch als On-cell- oder Cell- attached-mode bekannt ist, können noch drei weitere Konfigurationen entstehen (siehe Abbildung 2.7). Für die Messungen dieser Arbeit ist vor allem der Whole-cell- mode von Bedeutung. Dabei wird durch mehrere, größer werdende negative Druckimpulse der Membranfleck zum Aufbrechen gebracht, so dass die Pipettenlösung (interne Lösung) die intrazelluläre Lösung praktisch komplett austauscht. Der so gemessene Strom fließt, anders als bei den übrigen Konfigurationen, durch die Ionenkanäle der gesamten Zelle und ist entsprechend größer. Abbildung 2.7: Vier verschiedene Patch-Clamp- Konfigurationen, die je nach Vorgehensweise aus der On-cell-Konfiguration entstehen können. (Hille, 2001) Bei den Elektroden handelt es sich um chloridierte Silberdrähte (Ag / AgCl- Elektroden). Durch sie kann man neben dem Messen eines Ionenstroms auch eine künstliche Spannung über der Membran anlegen. 22

2.5.2 Planare Konfiguration Im Rahmen dieser Arbeit wurden sämtliche Messung mit einer Weiterentwicklung der klassischen Patch-Clamp-Technik durchgeführt. Es handelt sich dabei um die chipbasierte oder auch planare Konfiguration. Anders als die klassische Methode verzichtet dieser Ansatz auf ein Mikroskop, einen Mikromanipulator zur Pipettenpositionierung, einen schwingungsgedämpften Tisch und einen alles umschließenden Faraday-Käfig, um störende Einflüsse von außerhalb auszuschließen. Wie in Abbildung 2.8 gezeigt, wird bei der planaren Variante die klassische Glaspipette durch einen Glaschip ersetzt, unter welchem sich, in der internen Lösung, eine der Elektroden befindet. Der Chip besitzt eine runde Öffnung, deren Durchmesser ca. 1 Mikrometer zählt. Abbildung 2.8: Schematischer Aufbau einer planaren Patch-Clamp-Konfiguration. (Wikipedia, 2013) Die Pipette muss also nicht mehr unter Beobachtung an eine ausgewählte Zelle herangefahren werden, sondern es wird eine Zelle, der auf den Chip aufgetragenen Zellsuspension, durch Anlegen eines Unterdrucks in mehreren Stufen an das Loch im Chip angepresst. Aus gegebenen Gründen kann in der planaren Konfiguration nur im On-cell- oder Whole-cell-mode gemessen werden. In Abbildung 2.9 sind alle wichtigen Kapazitäten und Widerstände der planaren Whole-cell-Konfiguration in einem Elektronischen Ersatzschaltbild zusammengefasst. 23

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