Neuartiges Werkzeug für Biologen
Forscher entwickeln Käfige für Zellen

Zellbiologen arbeiten im Mikrokosmos. Um einzelne Zellen sortieren, charakterisieren und behandeln zu können, benötigen Forscher und Mediziner nicht nur Petrischalen und Reagenzgläser, sondern vor allem Werkzeuge, mit denen sie die nur wenige Tausendstel Millimeter großen Bausteine der Natur bewegen, festhalten und vermessen können.

HB DÜSSELDORF. Ein solch Mikrometer-kleines System hat der Biomediziner Günter Fuhr, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik (IBMT), in Kooperation mit Kollegen von der Berliner Humboldt-Universität entwickelt und zusammen mit der Hamburger Biotechnologiefirma Evotec Technologies zur Marktreife gebracht. Das Team wurde für diese Entwicklung in diesem Jahr für den Deutschen Zukunftspreis nominiert, der von Bundespräsident Johannes Rau am Donnerstag Abend in Berlin verliehen wird.

Die Entwickler haben eine 50 Jahre alte Erkenntnis aus der Physik in ihr Mikrolabor übertragen. Wolfgang Paul war es 1953 gelungen, Atome und kleinste Teilchen im Vakuum über ein raffiniertes elektromagnetisches Feld festzuhalten. „Uns ist es gelungen, dieses Grundprinzip so abzuwandeln, dass Zellen statt der Atome in der Schwebe gehalten werden können“, sagt Fuhr, der sich die Labor-on-Chip-Lösung vor rund zehn Jahren ausgedacht hat und dafür bereits im vorigen Jahr mit dem Philip-Morris-Forschungspreis ausgezeichnet wurde.

Das Mikrolabor, das aus einem labyrinthartigen – nur wenige Mikrometer großen – Kanalsystem besteht, ist auf einem dünnen Glasplättchen untergebracht und kann mit jedem Lichtmikroskop kombiniert werden. Die Zellen, die in der Nährlösung verteilt sind, strömen durch das winzige Kanalsystem und werden durch hochfrequente Funkwellen – wie man sie von Radioempfängern kennt – zum Schweben gebracht, festgehalten oder bewegt. Die Funkwellen werden von winzigen, nur 100 Nanometer dünnen Elektroden erzeugt, die sich am Boden und an der Decke der Mikrokanäle befinden.

Diese stoßen die Zellen sanft ab und verschieben sie in Bereiche der geringsten Feldstärke. Dort schweben sie – gefangen wie in einem Käfig. „Mit diesem rein physikalischen Prozess ist es uns gelungen, ein Werkzeug zu entwickeln, mit dem Zellen separiert werden können, ohne sie zu berühren“, nennt der Leiter des IBMT einen wesentlichen Vorteil der Labor-on-Chip-Lösung.

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