Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017

Uni-Forschern wird ja oft eine gewisse Anwendungsferne unterstellt. Zwei Ulmer Doktoranden der experimentellen Physik beweisen wieder einmal das Gegenteil! So präsentieren Daniel Geiger und Tobias Neckernuß auf der Nürnberger Fachmesse „Sensor+Test“ vom 30. Mai bis zum 1. Juni ein speziell entwickeltes optisches Messverfahren, mit dem es möglich ist, in einem Medium suspendierte Zellen in Echtzeit zu analysieren. Hierfür werden die Zellen durch Mikrokanäle an einem optischen Halbleiter-Sensor vorbeigeleitet.

Uni-Forschern wird ja oft eine gewisse Anwendungsferne unterstellt. Zwei Ulmer Doktoranden der experimentellen Physik beweisen wieder einmal das Gegenteil! So präsentieren Daniel Geiger und Tobias Neckernuß auf der Nürnberger Fachmesse „Sensor+Test“ vom 30. Mai bis zum 1. Juni ein speziell entwickeltes optisches Messverfahren, mit dem es möglich ist, in einem Medium suspendierte Zellen in Echtzeit zu analysieren. Hierfür werden die Zellen durch Mikrokanäle an einem optischen Halbleiter-Sensor vorbeigeleitet.


Die Collage zeigt eine Mikroskopaufnahme des Mikrofluidik-Kanals, den Demonstrationsaufbau für die Messe – ganz und im Ausschnitt – sowie den Mikrochip mit Vorsatzlinse;

Collage: Tobias Neckernuß


Mikrochip mit Vorsatzlinse zur optischen Erfassung von Bewegungen;

Foto: Irina Schrezenmeier

Im Gegensatz zur sogenannten optischen Deformationszytometrie – einem Verfahren, das heute bereits zur Zellanalyse eingesetzt wird und bei dem jede einzelne Zelle mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen wird – ist das neu entwickelte Verfahren schneller und kostengünstiger. Wissenschaftlich betreut und tatkräftig unterstützt wurden die Nachwuchsforscher dabei von Professor Othmar Marti, dem Leiter des Instituts für Experimentelle Physik an der Universität Ulm.

„Relevant für unser Verfahren sind allein die Unterschiede zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern. Mit Hilfe eines speziellen Auswertungsalgorithmus können wir dann die Form, Fließgeschwindigkeit und Morphologie der Zelle bestimmen“, erklärt Tobias Neckernuß, der wie sein Kollege Daniel Geiger am Institut für experimentelle Physik der Universität Ulm promoviert.

„Der große Vorteil der neuen Technik ist, dass die dabei anfallenden Datenmengen viel geringer sind und damit sogar die Echtzeitauswertung hunderter Zellen pro Sekunde möglich ist“, erläutert Geiger. Das Verfahren ist zudem preisgünstiger als herkömmliche Untersuchungsmethoden für suspendierte Zellen und kommt ohne biochemische Färbeprozesse aus. „Bei Bedarf sollen zukünftig auch einzelne Zellen zur Analyse aussortiert werden, beispielsweise um sie später per Infusion in den Blutkreislauf eines Patienten zurückzuführen“, hoffen die Forscher, die das neue Verfahren 2016 über die Universität zum Patent angemeldet haben.

Vielversprechend ist die Neuentwicklung auch im Hinblick auf die Analyse von mechanischen Zelleigenschaften, was insbesondere für die Krebsforschung und -Diagnose eine wichtige Rolle spielen könnte. Zwar sind hierfür Mikrokanäle mit einer speziellen Form erforderlich, die schnelle Umsetzung in die Praxis sollte aber kein Problem sein. Denn auch die Expertise zur Herstellung dieser speziellen Kanäle ist am Institut bereits vorhanden.

„Wir möchten auf der Nürnberger Messe unsere Neuentwicklung der Industrie präsentieren und erhoffen uns zudem Einblicke in mögliche Absatzmärkte für das von uns entwickelte Verfahren zur Zelldetektion“, so Geiger und Neckernuß. Und wer weiß, vielleicht ergibt sich dort auch der ein oder andere Hinweis auf weitere – nichtmedizinische – Anwendungen.

Denn mit dieser neuen Technologie können alle möglichen Teilchen analysiert werden, die mit hoher Geschwindigkeit am Sensor vorbeifließen. „Interessant könnte diese Technologie auch für die Partikeldetektion in unterschiedlichen Umgebungen sein; beispielsweise in Reinräumen, auf sensiblen Oberflächen oder etwa in Maschinen“, so Geiger. „Wir freuen uns auf jeden Fall auf den Messeauftritt und sind zuversichtlich, dass unsere Technologie auf großes Interesse stoßen wird“, sagt Neckernuß.

Für ihren Messeauftritt haben die jungen Wissenschaftler eigens ein besonders anschauliches Modell im vergrößerten Maßstab anfertigen lassen, das den Besuchern die Funktionsweise des optischen Messverfahrens vor Augen führen soll. Ein echter Hingucker sind dabei sicherlich die gelben Plastikentchen, die in einer schmalen Wasserbahn an einem speziell gefertigten Sensormodell vorbeischwimmen. Gebaut wurde das von Geiger und Neckernuß entwickelte Design in der Wissenschaftlichen Werkstatt der Universität Ulm. Um die spezielle Programmierung der Modellapparatur kümmerte sich Physikstudent Jonas Pfeil.

Die „Sensor+Test“ in Nürnberg ist eine internationale Fachmesse für Sensor-, Mess- und Prüftechnik. Rund 600 Aussteller aus aller Welt stellen dort ihre Neuentwicklungen vor. Begleitet wird die dreitägige Ausstellung von einschlägigen Fachkongressen und Aktionsprogrammen, die den Besuchern einen Überblick über den neuesten Stand der Technik in diesem Bereich verschaffen sollen.

Weitere Informationen:
Tobias Neckernuß; E-Mail: tobias.neckernuss@uni-ulm.de; Tel.: 0731 / 50 23013;
Daniel Geiger; E-Mail: daniel-1.geiger@uni-ulm.de; Tel.: 0731 / 50 23017

Andrea Weber-Tuckermann | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Auswerte-Elektronik QUADRA-CHEK 2000 von HEIDENHAIN: Zuverlässig und einfach messen
20.04.2018 | DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH

nachricht tisoware auf der Zukunft Personal Süd und Nord 2018
20.04.2018 | tisoware - Gesellschaft für Zeitwirtschaft mbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Silizium als neues Speichermaterial für die Akkus der Zukunft

25.04.2018 | HANNOVER MESSE

IAB-Arbeitsmarktbarometer: Trotz Dämpfer auf gutem Niveau

25.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

AWI-Forscher messen Rekordkonzentration von Mikroplastik im arktischen Meereis

25.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics