Universelle Geräteplattform für das automatisierte Handling zellbasierter Assays
- Event
- 10. Dresdner Sensor-Symposium 2011
2011-12-05 - 2011-12-07
Dresden - Chapter
- Sensoren für die Bioprozess- und Verfahrenstechnik II
- Author(s)
- F. Sonntag - Dresden, M. Busek - Berlin, J. Steindl - Dresden, M. Bürger, S. Howitz - Großerkmanndorf, U. Marx - Berlin, S. Hoffmann, R. Klapsing - Berlin, U. Klotzbach - Dresden
- Pages
- 329 - 332
- DOI
- 10.5162/10dss2011/16.11
- ISBN
- 978-3942710-53-4
- Price
- free
Abstract
Für die automatisierte Charakterisierung von Zell- bzw. Gewebereaktionen auf definierte Substanzen über miniaturisierte dynamische Bioreaktor-Chipsysteme ergeben sich vor allem zwei technische
Herausforderungen: 1. Wie kann die Vitalität und Funktionalität der organtypischen Gewebe in den Bioreaktor-Chipsystemen möglichst ohne Intervention in das sterile Gewebe kontinuierlich überwacht werden. 2. Wie kann eine Vielzahl derartiger Chips zeitgleich versorgt, über Wochen hinweg mit Substanzen beaufschlagt und kontinuierlich steril betrieben werden? Für die Lösung dieser komplexen Aufgabenstellung müssen zwei Grundfunktionalitäten in einer Geräteplattform vereint werden: Das Handling flüssiger Medien (Testsubstanzen, Zellkulturmedien) und die nicht-invasive Online-Überwachung (Vitalitätsbestimmung).
Dazu wurde auf Basis der etablierten Nanoplotter-Plattform ein Portalsystem mit zwei Brücken konzipiert. Die Zellkultursysteme (Mikrotiterplatten, Lab-on-a-Chip-Systeme) befinden sich in einer temperierbaren Aufnahmeplatte, die zwischen den beiden Brücken angeordnet ist. Auf der oberen Brücke sitzt ein frei positionierbarer Dosierkopf, der mit unterschiedlichen Flüssigkeitshandlingsystemen ausgestattet werden kann. Der frei positionierbare Sensorkopf an der unteren Brücke kann mit unterschiedlichen Messsystemen bestückt werden. So kann jeder Chip einzeln mit unterschiedlichen Medien versorgt und charakterisiert werden. Die entsprechenden Abläufe können je nach Experiment individuell programmiert und über die Software gesteuert werden, sodass das System nach einmal erfolgter Programmierung ohne weitere menschliche Eingriffe autark arbeiten kann. Die nicht-invasive Online-Überwachung soll durch eine kombinierte Erfassung von Fluoreszenzfärbungen sowie der Autofluoreszenz von NADH erfolgen. Dabei soll die komplette notwendige Technik in einer einzigen Sonde verbaut werden.