電気生理学
緩衝液と電極を入れた微小なピペットの先端を細胞膜に押し付けると、ピペット内外の液が絶縁され、押し付けられた内側部分(パッチ)の電気活動が記録できる。この方法をパッチクランプ法という。この方法はエルヴィン・ネーアーとベルト・ザクマン(1991年ノーベル賞受賞)により開発された。
実験法には大きく分けて3種類ある。まずピペット内側の緩衝液を軽く吸引して細胞を吸い付ける。これによりピペット先端で囲まれたパッチにあるイオンチャネルの性質が調べられる。
次の方法として、さらに強く吸引するとパッチが破られ、緩衝液は細胞内と連続になり、従来の固体電極と同様に細胞内記録ができる。ただし欠点として、細胞質が緩衝液と混じり薄まるという点がある。これを改良するために考案されたのが穿孔パッチ法で、イオンだけを通す物質(イオノフォア)をパッチ部分の膜に取り込ませ、イオンだけは自由に通るようにする方法である。これにより、タンパク質などは外に出ないが電気的には連続になる。
もう一つの方法として、パッチを細胞から切り離し回収して調べることもできる。これは膜にあるイオンチャネルの性質を調べる優れた方法である。これにはピペット先端を細胞に押し付けた段階でパッチを切り取る方法(細胞内側がピペットの外側に来る)と、一旦パッチを破ってからその周囲の膜を引き出す方法(細胞内側がピペットの内側に来る)がある。
以上のほか、細胞内のイオン組成をなるべく変えずに記録するために、パッチクランプと同じようなピペットだが、孔径をさらに小さくしてイオンの出入りがほとんどないようにしたものを用いる方法がある。