Мембранный потенциал - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями элементарной пограничной мембраны клетки

Метод фиксации потенциала. В данном методе используют электронную систему с обратной связью, которая обеспечивает автоматическое поддержание мембранного потенциала. Разность потенциалов по разные стороны мембраны фиксируют на определенном уровне, при этом мембранный потенциал можно ступенчато изменять на строго определенную величину. Такой метод позволяет измерить ионные токи, протекающие сквозь мембрану через каналы, которые активируются при изменении потенциала.

Метод фиксации напряжения позволяет измерять ионный поток при перемещении иона по контролируемому градиенту электрохимического потенциала и получать информацию об электрической проводимости мембраны и её пассивной проницаемости в отношении интересующего нас иона.

Метод пэтч-кламп применяется стеклянная микропипетка со сглаженными краями диаметром около 1 мкм вместо «острых» микроэлектродов. Пипетка наполняется раствором, в зависимости от конкретного исследования или метода пэтч-кламп. Контактирующий с этим раствором металлический электрод передает изменения заряда на усилитель мембранного потенциала Он прижимается к клеточной мембране, после чего мембрана всасывается внутрь пипетки с электродом, образуя электронепроницаемую «гигаомическую» изоляцию. При данном методе один-единственный электрод используется для фиксации потенциала клеточной мембраны, за счет чего напряжение сохраняется на постоянном уровне, в то время как регистрируются изменения тока. Аналогично, может быть использован токопроводящий зажим для записи изменений напряжения.

Регистрация от целой клетки в условиях плотного контакта. Для регистрации на целой клетке пэтч-пипетки заполняют соответствующим раствором с низкой концентрацией ионов кальция. Пипетку прижимают к поверхности клеточной мембраны, в результате чего формируется высокоомный контакт. Затем потенциал пипетки изменяют до отрицательного значения и подают импульсы напряжения с амплитудой в несколько милливольт. На этом этапе производится компенсация быстрой ёмкостной компоненты, обусловленной ёмкостью держателя и стенок.

Гигантский аксон кальмара, диаметром 0,5мм. Можно ввести микроэлектрод не нанося повреждений. Микроэлектрод стеклянный – микропипетка с тонким кончиком. Металлический электрод не может проколоть мембрану. Для исключения поляризации электрода используют неполяризационные электроды – серебряная проволока покрытая AgCl, в растворе KCl или NaCl (заполняют электрод). Второй электрод (сравнение) расположен у наружной поверхности клетки. Регистрирующее устройство (с усилителем постоянного тока) измеряет мембранный потенциал.

Микроэлектродная техника. В физиологии, применяется для измерения электрических, концентрационных и окислительных потенциалов различных клеток и их частей, а также для местного, строго ограниченного воздействия на них током и различными веществами. Микроэлектроды введены в 1946 американскими учёными Р. Джерардом и Дж. Лингом и стали применяться для отведения электрических потенциалов сначала от одиночного мышечного волокна, а затем и от отдельной клетки. В лабораторных исследованиях используются металлические микроэлектроды с диаметром кончика порядка 1 мкм, заполненные раствором электролита стеклянные микропипетки с диаметром кончика меньше 1 мкм и некоторые другие типы микроэлектродов. Для подведения их к объекту применяют Микроманипуляторы. Околоклеточное отведение позволяет регистрировать токи действия, внутриклеточное отведение, кроме того — уровень мембранного потенциала и постсинаптические потенциалы (см. Биоэлектрические потенциалы). Регистрация биопотенциалов с помощью микроэлектродов требует специальной усилительной техники. М. т. позволила исследовать электрические явления в нервных клетках, благодаря чему были сделаны фундаментальные открытия: раскрыты механизмы синаптической передачи и генерации токов действия, а также получены сведения о временном и пространственном распределении нервных импульсов, кодирующем передачу информации в нервной системе.