4.5 - Mikropartikel-Basierte Sauerstoff- und pH-Wert-Messung für die Lokale Echtzeitanalyse des Zellmetabolismus für In-Vitro-Testsysteme
- Event
- 13. Dresdner Sensor-Symposium 2017
2017-12-04 - 2017-12-06
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- 4. Biomedizinische Sensorik
- Author(s)
- K. Uhlig, C. Gehre, M. Stahl, S. Prill - Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Potsdam/D, E. Schmälzlin - Colibri Photonics GmbH, Potsdam/D, C. Funk, L. Dähne - Surflay Nanotec GmbH, Berlin/D, C. Duschl - Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Potsdam/D
- Pages
- 137 - 140
- DOI
- 10.5162/13dss2017/4.5
- ISBN
- 978-3-9816876-5-1
- Price
- free
Abstract
Lebende Zellverbände in künstlichen Umgebungen sind für wissenschaftliche und medizinische Testsysteme essentiell. Sie werden für die Bewertung von Pharmaka, Chemikalien und Kosmetika im Hinblick auf deren Toxizität eingesetzt. Bei der Forschung an neuen Therapieansätzen dienen sie als Tierversuchsersatz, d. h. als in-vitro-Testsysteme.
Um die Toxizität und Wirkungsmechanismen von Testsubstanzen mit Zellmodellen analysieren und bewerten zu können, müssen geeignete Messmethoden für die Bestimmung aussagekräftiger Parameter entwickelt werden. Die meisten Zelltests basieren auf Endpunktmessungen, die zudem keine lokale Auflösung bieten. Dieses limitiert inhärent die Aufklärung spezifischer Wirkstoffmechanismen. Vor kurzem demonstrierten wir, dass die metabolische Aktivität von Leberzellen mit optisch auslesbaren mikroskopischen Sensorpartikeln in Echtzeit verfolgt werden kann.
In diesem Zusammenhang stellen wir hier einen Bioreaktor vor, in dem Leberzellen unter nahezu physiologischen Bedingungen kultiviert werden können. Der Sauerstoffverbrauch der Zellen verändert die Sauerstoffkonzentration, die mit optischen partikelbasierten Mikrosensoren in Echtzeit bestimmt wurde. Darüber hinaus führten wir erste Echtzeit-pH-Wertmessungen mit optischen partikelbasierten Mikrosensoren durch. Beide Sensorsysteme haben die entscheidenden Vorteile, dass sie nicht-invasiv und einfach zu verwenden sind, sowie aufgrund ihrer mikroskopischen Größe eine hohe örtliche Auflösung ermöglichen.