L'utilizzo di questa tossina come una sonda biochimica ha dimostrato l'esistenza di due distinti tipi di canali del sodio regolati dal potenziale, presenti negli esseri umani: il canale del sodio sensibile alla tetrodotossina (TTX-s Na+ channel) ed il canale del sodio resistente alla tetrodotossina (TTX-r Na+ channel). La tetrodotossina si lega ai canali dello TTX-s Na+ con una affinità di legame presente già a concentrazioni di 5-15 nanomoli, mentre i canali TTX-r Na+ legano la TTX con una affinità micromolare. Le cellule nervose che contengono canali TTX-r Na+ sono localizzate principalmente nel tessuto cardiaco, mentre le cellule nervose che contengono i canali del TTX-s Na+ dominano il resto del corpo. La prevalenza dei canali TTX-s Na+ nel sistema nervoso centrale rende la tetrodotossina un'agente importante nel "silenziare" la attività neurale in una coltura cellulare.