Mikroskop und Brutschrank kombiniert: Mini-Gerät für Zeitrafferaufnahmen von Zellen
Viel kleiner, preiswerter und flexibler als herkömmliche Instrumente soll das neu entwickelte Inkubator-Mikroskop sein. Es ermöglicht die Beobachtung von Zellwachstum und –veränderung über Wochen. Und das vollautomatisch.
Nicht größer als eine Getränkedose: Das miniaturisierte Inkubator-Mikroskop ist eine platzsparende und kostengünstige Lösung, um Zeitraffersequenzen von Zellen in Kultur zu erfassen.
Foto: Fraunhofer IBMT
Ein Brutschrank für tierische oder menschliche Körperzellen braucht normalerweise etwa einen Quadratmeter Platz. Kombiniert mit herkömmlichen Mikroskopen, ist diese Beobachtungsstation im Labor teuer und platzraubend. Nur so groß wie eine Getränkedose und 30 Mal billiger soll das Inkubator-Mikroskop sein, dass Forscher am Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT) im saarländischen St. Ingbert entwickelt haben.
Das Mini-Mikroskop liefert Bilder, die fast die gleiche Qualität wie die eines großen Instrumentes haben, sagt Dr. Thomas Velten vom IBMT. Die Elektronik für die Steuerung sei ebenfalls voll integriert. Nährstoffzufuhr, Luftfeuchtigkeit und Temperatur, die entscheidenden Faktoren für einen sauberen Untersuchungsablauf, könnten damit vollautomatisch geregelt werden.
Test zur Wirkung von Umweltgiften
Die Zellen wachsen am Boden der miniaturisierten Inkubationskammer auf einem dünnen, auswechselbaren Glasplättchen und werden kontinuierlich mit einem Nährmedium versorgt. Das kleine Kombigerät kann so über Wochen selbstständig arbeiten und am Ende Zeitrafferbilder liefern, die unter anderem das Zellwachstum darstellen oder auch die Wirkung äußerer Einflüsse zeigen.
So können Nanopartikel aufgebracht werden, die zunehmend eine Rolle in der medizinischen Forschung spielen, beispielsweise bei der Wundheilung. Auch der Einfluss von Umweltgiften auf die Zellentwicklung lässt sich untersuchen. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet ist die Stammzellforschung.
Das System ermögliche auch Fluoreszenzbilder bei verschiedenen Wellenlängen, erklärt Velten. Damit können einzelne Zellbestandteile in bestimmten Färbungen sichtbar gemacht werden. Das Gerät erfasse kontinuierlich Daten und speichere diese auf einem Computer. Die Bilddaten ließen sich jederzeit abrufen und mit einer Bildverarbeitungssoftware auswerten.
Prototypen schon im Einsatz
Prototypen des Inkubator-Mikroskops sind nach Angaben des IBMT bereits im Einsatz und funktionieren stabil und ohne spürbare Qualitätsverluste gegenüber den bisher gebräuchlichen Systemen. Auf der Fachmesse MEDTEC, die vom 3. bis 5. Juni in Stuttgart stattfindet, werden die Forscher ihre Entwicklung erstmals präsentieren.
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