Labor für Zellkulturen

Der Einsatz zellbasierter Sensoren und Assays erfordert Kompetenzen und Technologien auf Seite der biologischen Modelsysteme, der Messtechnik und der Datenanalyse. Die Mehrzahl der schwerpunktmäßig entwickelten Sensoren nutzt ein direktes Aufwachsen von Zellen und Geweben auf den physikalischen Signalwandlern, um nicht-invasive und markierungsfreie Ausleseverfahren nutzen zu können. Der Schnittstelle zwischen Zellen und Sensor kommt eine besondere Bedeutung für die Funktionalität dieser Systeme zu, die grundlegend analysiert und für die problemorientiert angepasst wird. 

Für die Entwicklung und den Einsatz zellbasierter Sensoren bietet das Fraunhofer EMFT am Standort Regensburg technische Expertise in den Bereichen

• Biologische Modelsysteme und deren Charakterisierung
• Entwicklung elektrochemischer, piezoelektrischer und optischer Sensoren für die Anwendung auf Zellen und Gewebe
• Erstellen von biologischen Wirkprofilen

• Zelllinien, auch genrechnisch verändert (S1), aus verschiedenen Spezies: Mensch, Kuh, Affe, Hund, Ratte, Hamster, Maus
• Etablierte Zellkulturmodelle verschiedener Gewebe: Niere, Leber, Lunge, Aorta/Blutgefäße, Haut, Bindegewebe, Dickdarm, Eierstöcke, Pankreas, Brust, Gehirn
• 3D Gewebemodelle: Sphäroide (hanging drop / liquid overlay)
• Zellkulturtechnik: Werkbänke Klasse II, Kryokonservierung, Mikroskopie

• Konfokales Laser-Raster Mikroskop (aufrecht) mit 3 Laserlinien für Dokumentation der Zellvitalität (Lebend/Tot-Test) sowie Strukturen/Bestandteile von Zellen.
• Epi-Fluoreszenzmikroskop (invers) mit Mikroskopkamera, zusätzlich Durchlicht und Phasenkontrast für Dokumentation der Zellmorphologie, der Zellvitalität (Lebend/T-tTest) sowie von Zellbestandteilen.
• Stereomikroskop mit Mikroskopkamera für Dokumentation von Sensorlayouts/Materialoberflächen.

• Sputter Coater für Metallisierung/Sputtern von Gold. Erzeugung von einfachen Elektrodenlayouts (Gold/ITO) auf Glas/Polymeren für Prototypen/Kleinserienproduktion.
• UV-Belichtungsanlage
• Plasmalizer für Argon/Luft für Sterilisierung, Oberflächenmodifizierung und -funktionalisierung

• Plattenreader zum Auslesen der Fluoreszenz, Lumineszenz, Absorbanz bei Multiwellplatten
• Impedanzanalysator für Dokumentation zellphysiologischer Parameter (nicht-invasiv, in Echtzeit): Adhäsion und Spreiten, Proliferation, Migration/Wundheilung, Einbringen nicht-membrangängiger Substanzen mittels Elektroporation, Zellbarriere/Permeabilität, Zelltod/akute Toxizität
• Mikrogravimetrie (QCM) zur Quantifizierung der Adhäsionsenergie von Zellen (auf verschiedenen Materialien) sowie der Steifigkeit von Zellen (Zytomechanik) wie Schrumpfen/Schwellen während Substanzzugaben.
• Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) für Optische Bestimmung von Zelladhäsion sowie Zellantworten auf externe Stimuli anhand der dynamischen Massenumverteilung in Zellen
• Mikrophysiometrie zur Quantifizierung der Sauerstoffverbrauchsrate (OCR) von Zellen (Zellatmung) und der extrazellulären Azidifizierung (EAR)
• Mehrkanalmikroskop (24 Wells) für Dokumentation zellphysiologischer Parameter: Adhäsion, Proliferation, Migration/Wundheilung
• Gekoppelte Sensortechniken (QCM + Impedanz) für Multimodale Analyse von Zellen

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