On-chip Zellhandhabung und Zellanalyse

Das Gebiet der automatisierten biologischen Zellanalyse steht trotz der zunehmenden Bedeutung in der biochemischen, pharmazeutischen Industrie noch am Anfang der Entwicklung. Innerhalb des EU Forschungsnetzwerks bündeln Spezialisten aus technischen, biologischen, biochemischen und medizinischen Disziplinen ihre Aktivitäten, um neue integrierte Mikrosysteme und Methoden zur automatisierten in vitro Zellanalyse und Zellseparation zu entwickeln. Dabei steht die parallelisierte Analyse von adhärenten/ nicht-adhärenten Einzelzellen und multizellulären Systemen im Mittelpunkt. Die Verbindung mehrerer physikalischer Sensorprinzipien (bspw. resonante und impedimetrische Sensoren) soll neue Erkenntnisse über intra-/ extrazelluläre Prozesse während der Proliferation, Apoptose und Infektion bzw. unter Einwirkung chemischer und elektrischer Stimuli geben. Mikrosensoren messen zeitaufgelöst Veränderungen der mechanischen, optischen, elektrischen und biochemischen Eigenschaften, die mit zellulären Signal- und Regulationsprozessen korreliert werden. Mikrofluidische Fließinjektionssysteme ermöglichen eine definierte Handhabung/ Trennung der Zellen sowie Dosierung der Stimuli und Nährstoffe. Als wesentliche Anwendungsgebiete gelten die Erforschung von Krankheiten, die Wirkstoffentwicklung, die Zellseparationstechnik, die Bioprozessüberwachung und die Toxikologie.

On-chip Zellhandhabung und Zellanalyse (EU Research Training Network)

Despite it s increasing importance in biochemical, pharmaceutical and cosmetic industries, the field of automated biological cell analysis is still at it s infancy. Within the EU Research Training Network (EU-RTN), specialists from engineering, biological, biochemical and medical disciplines join activities for the development of novel integrated microsystems and methods for automated in vitro cell analysis and cell separation. Thereby, the parallelized high-throughput screening of suspended and adherent single cells or multicellular systems is focused. The coupling of different physical sensor principles (e.g. resonant and impedimetric microsensors) is to give new insides in intra- and extracellular processes during proliferation, apoptosis, infection as well as in the presence of chemical and electrical stimuli. Microfluidic flow injection systems enable well defined cell handling and separation procedures as well as stimuli and nutrient dosing. Microsensors measure changes in mechanical, optical, electrical and biochemical properties that can be subsequently correlated with cellular processes. Applications are found in disease research, agent development, cell separation technology, bioprocess control and toxicology.