Planares Patch-Clamping für Hochdurchsatz-Untersuchungen an biologischen Membrankanälen

Inhalt:
Hier wird ein Ansatz für einen planaren Patch-Clamping-Chip für Hochdurchsatz-Untersuchungen an biologischen Membrankanälen vorgestellt. Zunächst wird das grundsätzliche Funktionsprinzip des Biosensors skizziert, dann die Vorteile der Miniaturisierung und die Herstellung der Mikrostrukturen erläutert. Des weiteren verlangen elektrophysiologische DC-Untersuchungen an Membrankanälen nach speziellen Eigenschaften des Elektrodenmaterials. Vor diesem Hintergrund werden Gold und Silber bzw. Silberchlorid im Hinblick auf Qualität und Stabilität der Messungen verglichen. Ein weiterer kritischer Punkt sind die sehr kleinen Ströme, die üblicherweise an Membrankanälen beobachtet werden. Aus diesem Grund muss eine elektrisch dichte Verbindung von Chipoberfläche und Lipiddoppelschicht gewährleistet werden. Während in früheren Ansätzen fast ausschließlich mikrofluidische Lösungen herangezogen wurden, zeigen vorläufige Ergebnisse, dass die Kombination von Miniaturisierung und Beschichtung der Chipoberfläche mit einem spezifischen funktionellen Polymer in der Lage ist, die Verbindung zwischen Lipiddoppelschicht und Chipoberfläche zu stärken. Zusätzlich verlangt eine Automatisierung von Kanaluntersuchungen nicht nur viele parallele Messaufbauten, sondern auch die schnelle und zuverlässige Applikation der künstlichen Zellmembran an der Chipoberfläche. Dies kann durch die Adsorption und das Ausbreiten von Vesikeln erreicht werden. Abschließend wird der grundsätzliche Funktionstest mit einem ersten Prototyp beschrieben, indem die Aktivität von Alamethicinkanälen gemessen wird.