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Bioprozesskopplung

Die fortschreitende Miniaturisierung und Parallelisierung von Bioprozessen erfordert neue Prinzipien und Methoden für deren Charakterisierung. Neben der Applikation optischer (z.B. Fluoreszenzdetektion) und elektrischer (z.B. Elektroimpedanzspektroskopie) Methoden ist es aber häufig notwendig, Proben aus Minibioreaktoren zu analysieren. Eine Möglichkeit zur Zellretention bei der Probenahme ist die Applikation des Effektes der negativen Dielektrophorese (nDEP). Dabei übernimmt ein spezieller Mikrochip die Funktion der Generierung des für die Dielektrophorese notwendigen Gradienten des elektrischen Feldes als auch fluidische Funktionen zur Manipulierung von Proben im µl-Maßstab.

Wirkung elektrischer Felder auf Zellen (Hybridoma)
Wirkung elektrischer Felder auf Zellen (S. cerevisiae)

Wirkung elektrischer Felder auf Zellen: Hybridoma (links) und S. cerevisiae (rechts)

Die Abbildung verdeutlicht weitere Applikationsmöglichkeiten der Dielektrophorese zur Manipulierung von Zellen auch hinsichtlich der Vermeidung von Zelladhäsionen auf Oberflächen, beispielsweise von Sensoren (links) oder zur gezielten Positionierung von Zellen in Feldkäfigen (rechts).

Aktuelle Arbeitsinhalte:

  • Erzeugung, Transport und Manipulierung von fluidischen Proben (nL- und µL-Maßstab) aus Bioreaktoren mittels negativer Dielektrophorese
  • Nutzung der Mikrosystemtechnik zur Erstellung von miniaturisierten Biosystemen für Anwendungen in der Zell- und Mikroorganismenkultivierung
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