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Mikroplatten-Assay Ergebnisse zellbasierter Mikroplatten-Assays verbessern

| Autor/ Redakteur: Franka Maurer* / Dr. Ilka Ottleben

Lange Messzeiten und der Verlust von Anregungs- und Emissionslicht sind Schwachstellen bei der Untersuchung zellbasierter Assays. Eine neu entwickelte Messtechnologie in Mikroplatten-Readern verbessert beide Komponenten, spart Zeit und liefert bessere Messergebnisse.

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Abb. 1: Zellmigrations-Assay in einer 96-well-Mikroplatte. Aufnahme einer Bildmatrix, gemessen von unten. Ein deutlicher Trend zeigt von links nach rechts die Zunahme an Zellen, die in die Mitte migrieren; verdeutlicht durch die Abnahme schwarzer Bildpunkte.
Abb. 1: Zellmigrations-Assay in einer 96-well-Mikroplatte. Aufnahme einer Bildmatrix, gemessen von unten. Ein deutlicher Trend zeigt von links nach rechts die Zunahme an Zellen, die in die Mitte migrieren; verdeutlicht durch die Abnahme schwarzer Bildpunkte.
(Bild: BMG Labtech)

Im Jahr 2008 erhielten Osamu Shimomura, Martin Chalfie und Roger Y. Tsien den Nobelpreis für die Entdeckung und Weiterentwicklung des grün fluoreszierenden Proteins (GFP). Seit der Isolation des GFP aus der Quallen-Art Aequorea victoria in den frühen 60er-Jahren und dessen späterer Klonung wurden hunderte verschiedene Fluorophore und Farbstoffe für den Einsatz in biologischen, biochemischen und Life-Science-Applikationen entwickelt.

Heute gehört Fluoreszenz zu den meist genutzten Detektionsmethoden in der Forschungsarbeit und ermöglicht die Untersuchung einer Vielzahl von zellbasierten Prozessen in Echtzeit. Darunter fallen u.a. die Erforschung von intrazellulärem Transport, Protein-Signalen, Rezeptor-Desensibilisierung, Zellbewegungen, Zellmigration, Zellteilung, Zelltod, Stoffwechsel, Differenzierung, Chemotaxis und vielen weiteren Prozessen. Die Nobelpreis-Auszeichnung und die Weiterentwicklung der Fluorophore führten zu einem Fortschritt der instrumentellen Analytik auf diesem Gebiet und eröffneten vielen Life-Science-Laboren den Zugang zu neuen Instrumenten.

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Geschwindigkeit der Messung als limitierender Faktor

Mit dem konfokalen Mikroskop gelangen Wissenschaftlern fantastische Aufnahmen biologischer Prozesse. Durch die Markierung mit dem grün fluoreszierenden Protein werden intrazelluläre Prozesse sichtbar gemacht und Bilder und Videosequenzen in Echtzeit aufgezeichnet.

Ein Nachteil des konfokalen Mikroskops ergibt sich jedoch aus langen Messzeiten für den Erhalt reproduzierbarer und zuverlässiger Daten. Es kann jeweils nur eine Zelle oder ein Zellcluster zeitgleich betrachtet werden.

Als zweites Instrument wurde das Durchflusszytometer verstärkt in Life-Science-Laboren eingesetzt. Spezielle Durchflusszytometer können fluoreszenzmarkierte Zellen je nach Streulicht- und Fluoreszenzemission in unterschiedliche Reagenzgefäße sortieren, was als FACS-Analyse bezeichnet wird (aus dem Englischen Fluorescence-Activated Cell Sorting).

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