Neuartige Multiwellplatte ermöglicht Lauschangriff auf lebende Zellen

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Die Form des Deckels der Multiwellplatte begrenzt das Volumen im Bereich der Zellkultur-Kavitäten auf wenige Mikroliter, was zu einer gesteigerten Sensitivität des Mediums gegenüber Ansäuerung und Sauerstoffverbrauch führt. Bevor die Sauerstoffvorräte im Messbereich zu stark verringert sind oder der pH-Wert den physiologischen Bereich verlässt, wird durch den Roboter frisches Medium zupipettiert.

Zellzahl und Morphologie in einem Experiment detektieren

Ein spezielles automatisiertes Inversmikroskop ermöglicht die bildgebende Dokumentation der Experimente (s. Abb. 3). Das Mikroskop wird über einen XY-Tisch bewegt, und kann somit jede Position auf der Multiwellplatte anfahren. Die Sensorplatte muss dazu nicht bewegt werden, wodurch Strömungsartefakte und mechanischer Stress für die Zellen verhindert werden. Das Mikroskop kann mit bis zu vier Objektiven ausgestattet werden, die automatisch gewechselt werden können. Diese bieten in der Regel eine zwei- bis vierzigfache Vergrößerung. Neben der Bildgebung werden auch die pH- und pO2-Sensoren durch das selbstfokussierende Mikroskop optisch ausgelesen. Die Abfolge der aufzunehmenden Positionen kann vom Benutzer für jedes Experiment festgelegt werden.

Die Impedanzmessung erfolgt über eine Platinstruktur von Elektroden im Substrat der Zellkultur. Mit ihr lässt sich die Bedeckung der Wells feststellen. Ebenfalls kann mittels Impedanzmessung die Stärke der Anhaftung der Zellen sowie Veränderungen in den Membranstrukturen detektiert werden. Die zur Durchführung der Impedanzmessungen notwendige Wechselspannung wird so gering gehalten, dass keine Beeinflussung der Zellen durch die Messung nachweisbar ist.

Messung des Metabolismus von Zellen

Mit fluoreszierenden Sensor-Spots kann dann der pH-Wert und der Sauerstoffgehalt gemessen werden, ohne das Medium zu verändern oder anderweitig zu verbrauchen. Bei jedem Medienwechsel (in der Regel alle 20 Minuten) gehen pH-Wert und Sauerstoffgehalt wieder auf die im Medium eingestellten Werte zurück und ein neuer Messzyklus kann beginnen. Aus der Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs bzw. der Ansäuerung des Mediums kann auf die Stoffwechselaktivität der Zellen geschlossen werden.

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