Zellcharakterisierung und -klassifizierung

Diagnose und Mapping für zellbiologische Untersuchungen

MFC200-CR

Mittels eines speziellen Messkopfs wird Licht mit einer von Wellenlänge 1325 nm in die zu untersuchende Probe eingestrahlt (berührungsfreies Verfahren, kein Koppelmedium notwendig). Das anschließend rückgestreute Licht enthält Tiefeninformationen der Probe und wird interferometrisch verarbeitet (A-Scan). Durch die Aneinanderreihung von A-Scans entsteht eine Querschnittsbild, das in Analogie zum Ultraschall als B-Bild bezeichnet wird. Durch zusätzliche Verschiebung von Messkopf oder Prüfkörper kann eine Serie von B-Schnittbildern aufgenommen werden. Man erhält dadurch einen Bilderstapel (Tomogramm, der hoch aufgelöste geometrische Informationen aus dem Inneren des Prüfobjekts liefert.

Relevante Parameter

  • Messbereich: 10 x 10 x 7 mm3
  • Messgeschwindigkeit: 76 kHz
  • Axiale Auflösung (in Luft): 12 µm
  • Laterale Auflösung: 13 µm

Gerätestandort

Fraunhofer IZI, Hauptgebäude, 2. OG, Labor B2.03

Geräteverantwortlicher / Ansprechpartner

Dipl.-Ing. (FH) Christian Wolf
Fraunhofer IKTS
Abteilung Bio- und Nanotechnologie
Arbeitsgruppe Optische Kohärenztomographie

Telefon +49 351 88815-618
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Spektrometer für zeitaufgelöste Fluorenszenzspektroskopie (OCD-Plus)

In dem Verfahren wird elektromagnetische Strahlung auf das zu untersuchende Zellgewebe fokussiert. Nach Abschalten der Strahlungsquelle wird das Abklingverhalten der inhärenten Fluoreszenzintensität analysiert. Da sich verschiedene Gewebe im Abklingverhalten der Fluoreszenz unterscheiden, ist eine Klassifizierung von Zellen aufgrund dieser Parameter möglich. Das Messverfahren kann auch auf Einzelzellmessungen übertragen werden und damit die verfügbaren Messparameter zur Charakterisierung von Zellen erweitern. Es konnte bereits erfolgreich gezeigt werden, dass sich mit dieser Methode Karzinomzellen von gesunden Zellen unterscheiden lassen.

Die Bearbeitung folgender Fragestellungen ist geplant: a) Klassifizierung auf der Zellebene (Gewebeschnitte / Einzelzellen); b) Speckle-Messungen; c) Untersuchung in körpereigenen Hohlräumen; d) mehrstufige Zell- oder Tumorklassifizierung. Künftige Anwendungsgebiete sind beispielsweise: i) Qualitätskontrolle von Zelltherapeutika; ii) Überprüfung der Homogenität von Zellpopulationen; iii) Nachweis von Tumorzellen in Körperflüssigkeiten unabhängig von immunologischen Markern.

Relevante Parameter

  • Laser: Gepulster Anregungslaser mit einer Reaktionszeit im ps-Bereich
  • Laserpulsfrequenz: Continous wave (cw), 50 MHz
  • Laserpulsweite: < 90 ps
  • Laserintensität: < 5 mW (cw), < 0.5 mW (gepulst)
  • Detektionsmode: ultra-schnelle zeitkorrelierte Einzelphotonen-Zählung (TCSPC) mit adaptierter Zeitauflösung (max. 50 ns)
    • Wellenlängenbereich: 300–820 nm
    • IRF-Weite: 180 ps, DCC-Kamera (PMC 100, Becker & Hickl)
  • Probenhalter für Zellkulturgefäß: Wellplatte (Löcher)
    • Messungen in zwei Richtungen, Detektion des Gesamtbereichs ist möglich
    • Kontroller mit einstellbarem Messungsstart, einstellbarer Länge der einzelnen Schritte und Schrittanzahl

Gerätestandort

Fraunhofer IZI, Hauptgebäude, 2. Etage, Labor B2

Geräteverantwortlicher / Ansprechpartner

Dr.-Ing. Lotta Römhildt
Fraunhofer IKTS
Abteilung Bio- und Nanotechnologie
Arbeitsgruppe Bionanosensorik

Telefon +49 351 88815-662
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Ultraschall-Breitband-Spektroskopiesystem

Die Ultraschallspektroskopie wird seit langem in der medizinischen Diagnostik von Zellgeweben und biologischen Materialien und in der Analytik fluider Medien eingesetzt. Mit der Puls-Echo-Technik werden rückgestreute Signale untersucht, die sich je nach Gewebeeigenschaften unterscheiden. Bei fluiden Medien in Transmission wird die Schallschwächung analysiert, die von Absorption und Streuung abhängt.

Mit der Ultraschallspektroskopie werden hauptsächlich akustische und mechanische Stoffeigenschaften ermittelt. Dazu werden Schallsignale in verschiedenen Frequenzbereichen bzw. einem Frequenzspektrum in das zu charakterisierende Medium eingeschallt. Erfasst wird die Schwächung, die die Schallsignale in der Probe erfahren. Damit ist es möglich, die Schalldämpfung in der Probe in Abhängigkeit der Schallfrequenz zu beschreiben.

Relevante Parameter

Das Gerät erlaubt die direkte Messung eines fluiden Mediums, das in ein Reagenzglas eingefüllt ist, im Wasserbad. Alternativ können auch kleinste fluide Mengen auf einem Objektträger appliziert und vermessen werden. Dieser wird zwischen zwei Ultraschallprüfköpfen platziert und ermöglicht so die Transmissionsmessung bzw. bei Verwendung nur eines Prüfkopfs die Impuls-Echo-Messung.

  • Arbeitsfrequenz: 4 MHz bzw. 7 MHz (Bandbreite 85–105 %)
  • Schwingergröße: Durchmesser 5 mm – 10 mm
  • Objektgröße: Reagenzglas bzw. Objektträger

Geräteverantwortlicher / Ansprechpartner

Jun.-Prof. Henning Heuer
Fraunhofer IKTS
Abteilung Prüf- und Analysesysteme

Telefon +49 351 88815-630
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PD Dr.-Ing. habil. Thomas Herzog
Fraunhofer IKTS
Abteilung Prüf- und Analysesysteme

Telefon +49 351 88815-626
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Hochdurchsatz-Durchflusszytometer

iQue Screener platform, IntelliCyt Corp.
© Foto Fraunhofer IZI

iQue Screener platform, IntelliCyt Corp.

Die iQue Screener Plattform beinhaltet Instrument, Software und Reagenzsystem und ermöglicht eine schnelle, multiplexe Hochdurchsatzanalyse von Zellen und beads in Suspension. Damit kann eine 3D-Charakterisierung von komplexen biologischen Strukturen und die präzise Messung der Beschaffenheit von Zelloberflächen realisiert werden. iQue Screener besitzen eine patentierte Methode zur Probeneinleitung, welche die Probenanforderungen minimieren und die Geschwindigkeit der Probenzufuhr in das Flusszytometer-Detektionssystem erhöhen. So können innerhalb weniger Minuten umfassende Ergebnisse erzeugt werden. Durch die einfache Probenvorbereitung können Zellreaktionen nahezu von Anfang an, also meist wenn sie besonders bedeutend sind (z.B. nach Zugabe von Therapeutika), verfolgt werden.

Relevante Parameter

  • 2 Laser (488 nm und 640 nm)
  • 4 Fluoreszenzkanäle
  • Mindestgröße der Probe: 0,5 µm
  • Screening von Zellsuspensionen, beads, Mikroben und Gemischen
  • Schiene für Mikroplatten mit kreisendem Schüttler
  • Probenformate: 96- oder 384-well Platten, Eppendorf-Gefäße
  • Sensitivität: 7 Dekaden Dynamikumfang
  • Austauschbare Filter zur Detektion
  • Detektion von bis zu 10.000 Zellen/Sekunde

Gerätestandort

Fraunhofer IZI, Hauptgebäude, 2. Etage, Labor B2

Geräteverantwortlicher / Ansprechpartner

Christin Möser
Fraunhofer IZI
Abteilung Diagnostik
Arbeitsgruppe Nanotechnologie

Telefon +49 341 35536-9311
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Holger Lausch

Contact Press / Media

Dr. Holger Lausch

Standortverantwortlicher Fraunhofer IKTS

Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie
Perlickstraße 1
04103 Leipzig

Telefon +49 341 35536-3401