Wir haben deshalb 10 Tipps zusammengestellt, von denen Einsteiger und erfahrene Forscher bei Ihrer Arbeit profitieren k\u00f6nnen.<\/p>\n
Die Anforderungen an das Chipmaterial f\u00fcr die Zellkultivierung sind hoch. Nicht nur die Biokompatibilit\u00e4t, sondern auch eine hohe Transmissionseigenschaft sollte das Material aufweisen. Daher wird in den meisten Arbeiten auf die Polymere PDMS (Polydimethylsiloxan) oder COC (Cycloolefin-Copolymere) zur\u00fcckgegriffen. Dennoch besitzt auch PDMS einige Nachteile aufgrund der Gaspermeabilit\u00e4t und es ist nicht best\u00e4ndig gegen\u00fcber Chemikalien, wodurch COC oder Glas immer mehr in den Vordergrund r\u00fccken.<\/p>\n
CO2-unabh\u00e4ngige Medien sind fertige Formulierungen, die HEPES-(2-(4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl)-ethansulfons\u00e4ure)- unabh\u00e4ngig ein Puffersystem, z.B. basierend auf mono- und di-basischen Natriumphosphat und \u03b2-Glycerophosphat aufbauen. F\u00fcr den Erhalt des Puffersystems ist daher die Zufuhr von CO2 nicht notwendig.<\/p>\n
Im Gegensatz zur Durchflusszellkultivierung werden durch den Einsatz von Kavit\u00e4ten (herabgesetzte Zellreservoire) die Zellen vor Scherstress gesch\u00fctzt sowie ein positives Mikroklima innerhalb des Reservoirs aufgebaut.<\/p>\n
F\u00fcr die F\u00f6rderung der Zelladh\u00e4sion sind viele verschiedene nasschemische Beschichtungssubstanzen bekannt. Dabei sind Kollagen, Gelatine oder das Substanzgemisch Matrigel\u00ae am meisten verbreitet. Je nach eingesetzter Zellkultur muss die Eignung anhand eines zeitabh\u00e4ngigen Wachstumsprofils untersucht werden.<\/p>\n
Eine zu hohe Flussrate kann nicht nur die Adh\u00e4sion der Zellen verhindern, sondern diese sogar abl\u00f6sen, beides ist eine Folge zu hoher Scherstresses. Eine zu niedrige Flussrate wiederum w\u00fcrde keine ausreichende Zufuhr mit N\u00e4hrstoffen f\u00fcr die Zellen bedeuten. Letztendlich muss man einen Kompromiss w\u00e4hlen, bei dem die Flussrate an den Glukoseverbrauch der Zellen angepasst ist.<\/p>\n
Miniaturisierte, zellbasierte Sensoren erlauben durch die Inkubator-unabh\u00e4ngige Beobachtung die ganzheitliche Aussage zu zellphysiologischen Prozessen in Echtzeit. Daf\u00fcr ist aber die Aufrechterhaltung von 37 \u00b0C zur Kultivierung humaner Zellen notwendig. Insofern werden bei der Heizung eines Inkubator-unabh\u00e4ngigen Systems unterschiedliche Ans\u00e4tze verfolgt. Peltierelemente, Heizfolien oder Objekttr\u00e4ger, welche mit einer ITO (Indium Tin Oxide) – Beschichtung versehen wurden. Die ITO Beschichtung bietet bei einer gleichm\u00e4\u00dfigen Temperaturverteilung auch eine hervorragende optische Transparenz f\u00fcr gleichzeitig-lichtmikroskopische Untersuchungen der Zellkultur.<\/p>\n
Neben der generell anzustrebenden luftfreien Bef\u00fcllung des Systems, ist die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung in der Mikrofluidik verbleibende Gasblasen im Chipsystem zu reduzieren. Sehr h\u00e4ufig werden daf\u00fcr Medien vorher entgast oder sogennante „Blasen-Fallen“ (engl. bubble traps oder degasser) im Prozess eingesetzt. Diese stellen nicht nur einen apparativen Aufwand und potenzielles Kontaminationsrisiko dar, sondern erschweren dar\u00fcber hinaus ebenfalls die pulsationsfreie F\u00f6rderung. Ein anderer Ansatz bedient sich dem Gesetz von Henry, wobei der Anteil des in einer Fl\u00fcssigkeit gel\u00f6sten Gases proportional zum Druck ist. Im \u00fcbertragenen Sinne beg\u00fcnstigt die leichte Druckerh\u00f6hung im System die L\u00f6slichkeit von kleinsten Gasenblasen im System, welche somit Ihre st\u00f6rende Wirkung verlieren. Diesen Effekt kann man sich durch die richtige Platzierung eines Gegendruckregulators (engl. Abk. BPR (back-pressure-regulator)) zu nutze machen, welcher einen fluidischen Widerstand darstellen und dementsprechend f\u00fcr einen den gew\u00fcnschten Druckanstieg in Abh\u00e4ngigkeit von der eingestellten Flussrate sorgt (falls f\u00fcr die jeweilige Anwendung geeignet).<\/p>\n
Um Zellen m\u00f6glichst homogenen Bedingungen auszusetzen und kontinuierlich mit N\u00e4hrstoffen zu versorgen ist ein kontinuierlicher und pulsationsarmen Fluss essentiell. Durch die anschlie\u00dfende Inkubation mit entsprechenden Testsubstanzen lassen sich im Nachhinein aussagekr\u00e4ftige und reproduzierbare Ergebnisse generieren.<\/p>\n
Eine kontaminierte Zellkultur ist ein Albtraum f\u00fcr jeden Zellforscher. Besonders bei der Inkubator-unabh\u00e4ngigen Cell-on-Chip Forschung ist die Gefahr einer Kontamination entsprechend hoch und sollte besonders aufmerksam beobachtet werden. Der Einsatz von speziellen Sterilfiltern vor und nach dem Chipsystem unterst\u00fctzt dabei die kontaminationsfreie Kultivierung. Besondere Aufmerksamkeit sollte hier nat\u00fcrlich der Fluidanschlusstechnik und dem F\u00f6rdersystem gelten. Durch den gezielten Einsatz von Einweg- oder autoklavierbaren Komponenten wie Spritzen und Ventilen eignen sich die modularen nemesys Spritzenpumpen hervorragend f\u00fcr diesen Einsatzzweck.<\/p>\n
Der Zelleinsaatprozess im Chipsystem ist besonders kritisch, da die gleichm\u00e4\u00dfige Zellverteilung einen entscheidenden Einfluss auf die Aussagef\u00e4higkeit des Experimentes hat. Das Einbringen der Zellen in ein vollst\u00e4ndig assembliertes mikrofluidisches System erfordert entweder etwas Fingerspitzengef\u00fchl oder konstruktive Mechanismen, die eine gleichm\u00e4\u00dfige Zellverteilung gew\u00e4hrleisten. Dabei kann man folgende Methoden zum Zelltrapping unterscheiden: hydrodynamisch, optisch, magnetisch, elektrisch oder akustisch.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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