P3.07 - Impedanzspektroskopie zur Verfolgung der metabolischen Aktivität von Saccharomyces cerevisiae mit interdigitalen Platindickschichtelektroden
- Event
- 13. Dresdner Sensor-Symposium 2017
2017-12-04 - 2017-12-06
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- P3. Sensortechnologien
- Author(s)
- J. Posseckardt, C. Schirmer, A. Kick, K. Rebatschek, T. Lamz, M. Mertig - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg, Waldheim/D
- Pages
- 262 - 265
- DOI
- 10.5162/13dss2017/P3.07
- ISBN
- 978-3-9816876-5-1
- Price
- free
Abstract
Die Impedanzspektroskopie ermöglicht in situ eine schnelle sowie zerstörungsfreie Charakterisierung lebender Zellen, was beispielsweise für die Referenzierung von Messwerten von Bedeutung ist. Zur Detektion lebender Hefezellen (Saccharomyces cerevisiae) mittels Impedanzspektroskopie wurden hier interdigitale Platindickschichtelektroden verwendet. Dabei wurde die komplexe Impedanz in einem Bereich zwischen 0,01 Hz und 1 MHz sowohl für Elektroden mit lebenden als auch Hitzeinaktivierten Hefezellen, suspendiert in Nährmedium bzw. immobilisiert in Agar über einen Zeitraum von 300 min bestimmt. Für ein besseres Verständnis der Vorgänge an den Elektroden wurde ein Ersatzschaltbild aufgestellt und analysiert. Dieses enthält ein constant phase element (zur Beschreibung der Doppelschichtkapazität an den Elektroden), einen Elektrodendurchtrittswiderstand und den Suspensionswiderstand. Wir konnten zeigen, dass der Suspensionswiderstand durch die Sedimentation sowohl der lebenden als auch der Hitze-inaktivierten Hefezellen in das Streufeld des Sensors ansteigt. Dieser Anstieg ist bei den lebenden Hefezellen größer als bei den Hitze-inaktivierten Hefezellen. Im Gegensatz dazu ändert sich die Doppelschichtkapazität der Elektroden nur bei den lebenden Hefezellen. Vermutlich resultieren die Veränderungen in der Doppelschichtkapazität aus der metabolischen Aktivität der Zellen; ein Einfluss der Sedimentation vitaler Zellen kann jedoch mit Suspension nicht ausgeschlossen werden. Daher wurden weitere Experimente durchgeführt, bei denen die Sedimentation der Hefezellen durch Immobilisierung in Agar verhindert wurde. In diesem Fall können die gemessenen Veränderungen in der Doppelschichtkapazität nur auf die metabolische Aktivität der Hefezellen zurückgeführt werden. Die zeitliche Veränderung der Doppelschichtkapazität kann daher genutzt werden, um die Vitalität von Saccharomyces cerevisiae in situ zu verifizieren.