Universelle Geräteplattform für das automatisierte Handling zellbasierter Assays

Fur die automatisierte Charakterisierung von Zellbzw. Gewebereaktionen auf definierte Substanzen uber miniaturisierte dynamische Bioreaktor-Chipsysteme ergeben sich vor allem zwei technische Herausforderungen: 1. Wie kann die Vitalitat und Funktionalitat der organtypischen Gewebe in den Bioreaktor-Chipsystemen moglichst ohne Intervention in das sterile Gewebe kontinuierlich uberwacht werden. 2. Wie kann eine Vielzahl derartiger Chips zeitgleich versorgt, uber Wochen hinweg mit Substanzen beaufschlagt und kontinuierlich steril betrieben werden? Fur die Losung dieser komplexen Aufgabenstellung mussen zwei Grundfunktionalitaten in einer Gerateplattform vereint werden: Das Handling flussiger Medien (Testsubstanzen, Zellkulturmedien) und die nicht-invasive Online-Uberwachung (Vitalitatsbestimmung). Dazu wurde auf Basis der etablierten Nanoplotter-Plattform ein Portalsystem mit zwei Brucken konzipiert. Die Zellkultursysteme (Mikrotiterplatten, Lab-on-a-Chip-Systeme) befinden sich in einer temperierbaren Aufnahmeplatte, die zwischen den beiden Brucken angeordnet ist. Auf der oberen Brucke sitzt ein frei positionierbarer Dosierkopf, der mit unterschiedlichen Flussigkeitshandlingsystemen ausgestattet werden kann. Der frei positionierbare Sensorkopf an der unteren Brucke kann mit unterschiedlichen Messsystemen bestuckt werden. So kann jeder Chip einzeln mit unterschiedlichen Medien versorgt und charakterisiert werden. Die entsprechenden Ablaufe konnen je nach Experiment individuell programmiert und uber die Software gesteuert werden, sodass das System nach einmal erfolgter Programmierung ohne weitere menschliche Eingriffe autark arbeiten kann. Die nicht-invasive Online-Uberwachung soll durch eine kombinierte Erfassung von Fluoreszenzfarbungen sowie der Autofluoreszenz von NADH erfolgen. Dabei soll die komplette notwendige Technik in einer einzigen Sonde verbaut werden.