Fraunhofer-Institut für Elektronische Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT
Labor für Zellkulturtechnik an der EMFT
Fraunhofer EMFT Labor für Zellkulturtechnik
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
Kultur tierischer Zellen und Mikro-Organismen
| Zelllinien, auch gentechnisch verändert (S1) | Zelllinien 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 |
Mikroskopie
| Konfokales Laser-Raster Mikroskop (aufrecht) mit 3 Laserlinien | Dokumentation der Zellvitalität (Lebend/Tot-Test) sowie Strukturen/Bestandteile von Zellen |
| Epi-Fluoreszenzmikroskop (invers) mit Mikroskopkamera, zusätzlich Durchlicht und Phasenkontrast | Dokumentation der Zellmorphologie, der Zellvitalität (Lebend/Tot-Test) sowie von Zellbestandteilen |
| Stereomikroskop mit Mikroskopkamera | Dokumentation von Sensorlayouts/Materialoberflächen |
Dünnschichttechniken / Photolithographie
| Sputter Coater | Metallisierung/Sputtern von Gold. Erzeugung von einfachen Elektrodenlayouts (Gold/ITO) auf Glas/Polymeren für Prototypen/Kleinserienproduktion |
| UV-Belichtungsanlage | Belichtung |
| Plasmalizer für Argon/Luft | Sterilisierung/Oberflächenmodifizierung/-funktionalisierung |
Zellkulturen
| Plattenreader | Auslesen der Fluoreszenz, Lumineszenz, Absorbanz bei Multiwellplatten |
| Impedanzanalysator | 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) | Quantifizierung der Adhäsionsenergie von Zellen (auf verschiedenen Materialien) sowie der Steifigkeit von Zellen (Zytomechanik) wie Schrumpfen/Schwellen während Substanzzugaben |
| Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) | Optische Bestimmung von Zelladhäsion sowie Zellantworten auf externe Stimuli anhand der dynamischen Massenumverteilung in Zellen |
| Mikrophysiometrie | Quantifizierung der Sauerstoffverbrauchsrate (OCR) von Zellen (Zellatmung) und der extrazellulären Azidifizierung (EAR) |
| Mehrkanalmikroskop (24 Wells) | Dokumentation zellphysiologischer Parameter: Adhäsion, Proliferation, Migration/Wundheilung |
| Gekoppelte Sensortechniken (QCM + Impedanz) | Multimodale Analyse von Zellen |