Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Herzzellenforschung: Mit Elektrophysiologie und Live-Cell-Imaging lebende Systeme verstehen

07.09.2011
Fraunhofer FIT präsentiert auf der BIOTECHNICA 2011 mit "Aktivates" ein Komplettsystem für die automatisierte Untersuchung lebender Kulturzellen.

Durch die Synthese von Mikroskopie, Elektrophysiologie und anderen Disziplinen können mehrere Zellparameter gleichzeitig aufgezeichnet werden. Das erlaubt die automatisierte Risikobewertung von Wirkstoffen, beispielsweise an schlagenden Herzmuskelzellen. Das System ist gleichzeitig so modular und frei konfigurierbar, dass es auch für Arrhythmieforschung oder neuronale Zellkulturen angewendet werden kann.


Mikrofluidikchip mit vier Kammern.
Foto: Fraunhofer FIT


Elektroden des Chips mit angewachsenen Kardiomyozyten. Foto: Fraunhofer FIT

Viele Unternehmen müssen für die Entwicklung von neuen Medikamenten und Wirkstoffen frühzeitig mögliche schädliche Effekte für den Menschen und die Umwelt erkennen. Daher sind Testverfahren nötig, die einfach aufgebaut und kostengünstig sind, aber trotzdem eine relevante Aussage über biologische Systeme treffen können. In vitro Testverfahren können dabei immer nur einen ersten Anhaltspunkt liefern und den Tierversuch nicht immer ersetzen. Das liegt häufig daran, dass hier Einzelparameter-Assays eingesetzt werden, mit denen die Ursachen für die Toxizität schlecht eingegrenzt werden können.

Das Komplettsystem "Aktivates" erlaubt jetzt Einsatz und Auswertung multipler Parameter bei toxikologischen und pharmakologischen Wirkstoffuntersuchungen. Diese können an funktionalen Zellen sowohl mit elektrophysiologischen als auch optischen Methoden getestet werden. Mit Multielektroden-Arrays werden Feldpotentiale der Zellen gemessen. Dadurch können in hoher zeitlicher Auflösung Effekte von Wirkstoffen auf die elektrische Aktivität der Zellen bestimmt werden, beispielsweise eine Veränderung der EKG-Kurve. Dies wäre ein Hinweis auf eine mögliche Störung des Herzrhythmus. Die Mikroskopeinheit bildet gleichzeitig die Signalausbreitung der elektrischen Aktivität über einen großen räumlichen Bereich ab. Damit kann etwa der Effekt eines Wirkstoffes auf die Stärke der Kontraktion der Herzmuskelzellen oder die Weiterleitung der Aktivität zwischen den Zellen bestimmt werden.

Die Abteilung von Prof. Dr. Harald Mathis für Biomolekulare Optische Systeme des Forschungsbereichs Life Science Informatik im Fraunhofer FIT hat "Aktivates" in enger Kooperation mit dem Kölner Biotech-Unternehmen Axiogenesis AG entwickelt. Axiogenesis, unter Leitung von Dr. med. Heribert Bohlen, hat auf dem Gebiet der Stammzellentwicklung einen wichtigen Grundstein auf dem Weg der Verringerung von Tierversuchen geleistet. Auf Mikrofluidikchips können die Wissenschaftler die Stammzellen über lange Zeiträume kultivieren und währenddessen typische Kultivierungsparameter wie pH und Temperatur genau kontrollieren. Die Mikrofluidikchips sind verschließbar, um die Zellen steril zu halten. Außerdem hat Fraunhofer FIT die Oberfläche für die Zelladhäsion und die Fluidik für eine homogene Wirkstoffanflutung optimiert. Die Fluidik stellt dabei eine konstante Kontrolle der Zellviabilität bei minimalem Einsatz von Verbrauchsmaterialien sicher.

Die elektrophysiologische Messeinheit wurde als Digitalverstärker realisiert. "Der Vorteil zum analogen Verstärker liegt darin, dass wir Bausteine programmieren und damit erste Analyseschritte der Daten auf der Verstärkerplatine durchführen können. Außerdem können wir dadurch eine Vergrößerung von derzeit 4 auf beispielsweise 96 Kammern bewerkstelligen – und das bei gleicher Kompaktheit.", erklärt Prof. Dr. Thomas Berlage, Leiter des Forschungsbereichs Life Science Informatik des FIT, die entscheidenden Innovationen des Systems.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT stellt "Aktivates" auf der BIOTECHNICA 2011 vom 11. – 13. Oktober 2011 in Hannover erstmals der Öffentlichkeit vor. Besuchen Sie uns auf der Fraunhofer Gemeinschaftstand, Halle 9, D10.

Kontakt:
Alex Deeg
pr@fit.fraunhofer.de
Telefon +49 2241 14-2208

Alex Deeg | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fit.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht COMPAMED 2017 zeigte neue Fertigungsverfahren für individualisierte Produkte
06.12.2017 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht Schlanke Motorsteuergeräte schaffen Platz im Schaltschrank erweitert RiLine Compact - Portfolio
30.11.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten