Mikrokanal bändigt Zellen

Freitag, 23. Juni 2006, 15:28 • Rubrik Medizin, Technik.

Wer eine Schafherde impfen will, stürzt sich nicht mit einem Spritzenvorrat unter die Tiere, sondern lässt sie nacheinander durch einen engen Gang trotten. Ein amerikanisches Forscherduo hat eine ganz ähnliche Technik für Untersuchungen an Zellkulturen entwickelt. Die Zellen strömen dabei durch einen feinen Flüssigkeitskanal, in dem sie – eine nach der anderen – mit Spannungspulsen manipuliert werden können.

Vor allem in der Pharmaforschung könne diese Mikrofluidik-Technik gute Dienste leisten, ist Chang Lu von der Purdue University überzeugt. “Wenn man Tests an einzelnen Zellen durchführt, erhält man ein detaillierteres Bild der Zellpopulation und kann Abweichungen viel schneller und exakter erkennen.” Lu und seine Kollegin Hsiang-Yu Wang präsentieren ihre Methode im Fachblatt “Analytical Chemistry”.

Die Apparatur des Duos besteht aus einem wenige Quadratmillimeter großen Plättchen aus isolierendem Silikon, auf dem zwei Reservoirs durch einen feinen Kanal miteinander verbunden sind. Dieser Kanal ist an beiden Enden gut 200 Mikrometer weit, im Mittelteil jedoch nur 33 Mikrometer – gerade noch weit genug für eine elektrisch leitfähige Suspension von Hamsterzellen, die die Forscher von einem Reservoir ins andere pumpten.

Legten Lu und Wang eine elektrische Spannung an die Reservoirs an, wurden in dem Engpass besonders hohe Feldstärken erreicht. Über die Fließgeschwindigkeit der Suspension und die Stärke der Spannung konnten die Forscher einstellen, wie lange die Zellen welchen maximalen Feldstärken ausgesetzt waren.

Einige Hundertstel Sekunden bei Feldstärken um 400 Volt pro Zentimeter machten die Zellmembranen vorübergehend löchrig, sodass die Zellen entgegen ihrer sonstigen Gewohnheit einen grünen Farbstoff aufnahmen. Bei zwei- oder dreimal höheren Feldstärken riss die Membran dagegen und Zellbestandteile traten aus. Auf diese Weise könne beispielsweise die Genaktivität einzelner Zellen studiert werden, so Lu.

Forschung: Hsiang-Yu Wang und Chang Lu, Department of Agricultural and Biological Engineering, School of Chemical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana; Veröffentlichung Analytical Chemistry, DOI 10.1021/ac060733n

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