cellTRAPS
ZIM Projekt: Entwicklung von cellTRAP Biochips zur Analyse der Bindungskinetik von Antik?rpern und Antigenen auf Zelloberfl?chen
Kurzfassung:
Im cellTRAPS Projekt werden Biochips zur Analyse der Bindungskinetik von Antik?rpern und Antigenen auf Zelloberfl?chen entwickelt. Basierend auf der Technologie der 2-Photonen Polymerisation werden mit einem Laserstrahl 3-dimensionale Fanggitter in einen mikrofluidischen Kanal geschrieben. Die Zellen werden im Fluss gestoppt und k?nnen bei hohen Str?mungsgeschwindigkeiten beobachtet werden.
Projektbeschreibung:
Das ZIM-Projekt cellTRAPS ist eine Kooperation zwischen der Firma Dynamic Biosensors GmbH und dem IMSAS. Bei der Entwicklung neuer Medikamente beispielsweise gegen Krebs oder Autoimmunerkrankungen spielen das Bindungsverhalten zwischen Zellen und Antik?rpern und die Zellspezifizit?t der Antik?rper eine entscheidende Rolle. Die Bindungsstelle des Antik?rpers sollte m?glichst gut zur Oberfl?chengeometrie der Zielzelle passen, nicht jedoch zur Oberfl?chengeometrie anderer Zellen des menschlichen K?rpers, um potentielle Nebenwirkungen des Medikamentes zu vermeiden. Um Kosten im Entwicklungsprozess zu sparen, ist es sinnvoll, die immunologische Antwort der Zellen auf den Wirkstoff m?glichst frühzeitig ex vivo zu charakterisieren.
Ansatz dieses Projektes ist es, die Bindungskinetik unter hohen Flussraten an immobilisierten Zellen in einem mikrofluidischen Chip zu messen. Sobald eine Zelle immobilisiert ist, k?nnen Antik?rper in den Kanal geleitet werden, welche sich 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 oder weniger stark an die Zelle binden. Mit Hilfe von fluoreszenten Markern an den Antik?rpern wird die Konzentration bestimmt. Um abbindende Antik?rper schnell aus dem Messbereich zu entfernen sind sehr hohe Flussraten, sowie eine gute Umspülung der Zelle erforderlich. Die Umspülung der Zelle kann mit herk?mmlichen 2-dimensionalen Fertigungsmethoden der Mikrotechnologie nicht erreicht werden.
Der Fokus unserer Forschung liegt daher auf dem Druck sehr stabiler 3-dimensionaler Zellfangstrukturen mit hoher Haftung zum Substrat, die gleichzeitig einen sehr geringen Widerstand für den Fluss darstellen. Die Fangstrukturen arbeiten hydrodynamisch und bestehen aus einem U-f?rmigen zylindrischen Gitter. Zur Herstellung der Gitter mit Strebendicken von etwa 1-2 ?m kommt die 2-Photonen Polymerisation zum Einsatz, bei der hochintensive Laser-Pulse den Resin oder Resist durch die quasi gleichzeitige Absorption von zwei Photonen punktuell polymerisieren lassen (?2-Photonen Polymerisation zur Erstellung fluidischer 3D-Mikrostrukturen“). Im Rahmen des Projektes werden neben der Evaluation unterschiedlicher Fangstrukturformen und der Optimierung von Maschengr??en und Strebendicken auch verschiedene Materialien (u.a. IP-Dip, IP-Visio, OrmoComp) im Bezug auf ihre Haftung, Stabilit?t, Druckaufl?sung, Autofluoreszenz und Zytotoxizit?t getestet und verglichen.
Rahmen des Projektes werden neben der Evaluation unterschiedlicher Fangstrukturformen und der Optimierung von Maschengr??en und Strebendicken auch verschiedene Materialien (u.a. IP-Dip, IP-Visio, OrmoComp) im Bezug auf ihre Haftung, Stabilit?t, Druckaufl?sung, Autofluoreszenz und Zytotoxizit?t getestet und verglichen.
Das Projekt wurde vom 01.12.2018-31.05.2021 durch ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand https://www.zim.de/ZIM/Navigation/DE/Home/home.html ) gef?rdert.
Ver?ffentlichungen:
S. Reede, M. J. Vellekoop, H. Müller-Landau, N. Matscheko, U. Rant, F. Lucklum. A5.3 Single Cell Immobilization at High Flow Rates Using 2PP-Traps in a Microfluidic Channel. SMSI 2020-Sensors and Instrumentation, 81-82, 2020. DOI 10.5162/SMSI2020/A5.3
Kontakt:
Prof. Michael Vellekoop, Kontakt