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Abstrakt Die

Abstrakt Die Aufgabenstellung meines Titels „Elektrophysiologische Untersuchungen volumensensitiver Ionenkanäle mittels planarer Patch-Clamp-Technik“, ist als Versuch zu interpretieren, mit den von Nanion Technologies zur Verfügung gestellten planaren Patch-Clamp-Methoden Ströme durch volumensensitive bzw. mechanosensitive Ionenkanäle zu messen. Anders als viele weitere Publikationen, die sich ebenfalls mit dem Thema der mechanosensitiven Ionenkanäle beschäftigen, finden in dieser Arbeit die Methoden der planaren Patch-Clamp-Technik Anwendung. Im Vergleich zur klassischen Patch-Clamp-Technik, die eine Pipette verwendet um eine Zelle zu fixieren, wird bei der planaren Variante ein Chip verwendet. Zuvor wurden mit den elektrophysiologischen Messgeräten von Nanion mechanosensitive Ionenkanäle durch mechanische Stimuli noch nicht aktiviert. Abstract The task given by the title „Electrophysiological Investigations of Volume-sensitive Ion Channels using Planar Patch-Clamp Technique“ is the effort to measure currents through mechanosensitive ion channels by patch-clamp methods provided by Nanion Technologies. Unlike many other papers, dealing with mechanosensitive ion channels as the central theme, in this work the planar patch-clamp-technique is studied. Compared to the classical patch-clamp-technique, using a pipette to fix a cell, the planar alternative works with a chip. To date, mechanosensitive ion channels have not been studied by using a mechanical stimulus with one of Nanion's setups. 2

Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis.......................................5 Tabellenverzeichnis.............................................7 Stichwortverzeichnis...........................................8 1. Einführung.......................................................9 2. Grundlagen.....................................................11 2.1 Zellmembran.................................................................11 2.2 Elektrochemischer Gradient..........................................12 2.3 Elektrisches Modell einer Zellmembran........................15 2.4 Ionenkanäle...................................................................17 2.4.1 mPiezo1 Kanal.............................................................18 2.4.2 VSOR-Chloridkanal......................................................20 2.5 Patch-Clamp-Technik....................................................21 2.5.1 Prinzip...........................................................................21 2.5.2 Planare Konfiguration...................................................23 3. Material und Methoden..................................25 3.1 Material.........................................................................25 3.1.1 Zelllinien.......................................................................25 3.1.2 Zellkultur.......................................................................26 3.1.3 Elektrophysiologische Messungen...............................28 3.1.4 Software.......................................................................29 3.2 Methoden......................................................................29 3.2.1 Zellbiologische Methoden.............................................30 3.2.2 Elektrophysiologische Methoden..................................31 3.2.3 Methoden zur Ergebnisauswertung..............................35 3

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