Entwicklung eines miniaturisierten Biosensors basierend auf humanen Keratinozyten

Hofmann, Ute

Die vorliegende Arbeit beinhaltet die Entwicklung eines biosensorischen Detektionsverfahrens zur Beschreibung der physiologischen Wirkung von Chemikalien und Pflanzenextrakten auf intrazelluläre Signalkaskaden durch Nutzung gentechnisch modifizierter Sensorzellen, basierend auf der humanen Keratinozytenzelllinie HaCaT. Die Generierung fluoreszenz-optisch auslesbarer Sensorzelllinien erfolgte durch stabile Transfektion der Zellen mit ausgewählten Stresspromotor-Reportergen-Konstrukten. Die inkubationszeit- und konzentrationsabhängige Reaktion der Sensorzellen wurde anhand definierter Stressbedingungen demonstriert und vergleichend zu einem markerfreien impedimetrischen Readout diskutiert. Außerdem erfolgte die Etablierung einer mikrofluidischen Plattform, um eine komfortable, sterile und inkubatorunabhängige, mikroskopische Echtzeituntersuchung der Zellen zu ermöglichen. Zielführend waren hierbei die Justierung einfließender, physikalischer Parameter und die Kombination mit den Anforderungen an eine Good Laboratory Practice, sodass eine uneingeschränkte Zellkultivierung und eine leistungsfähige Detektion der zellulären Antwort erfolgen kann. Die Arbeiten mündeten weiterhin in die Entwicklung eines Micro-total analysis system (µTAS), dass gleichzeitig die fluoreszenz-optische und impedimetrische Detektion ermöglicht und so eine umfassende quantitative Beschreibung der metabolischen und morphologischen Änderungen als Reaktion auf eine zellschädigende Substanz realisiert. Die Funktionalität des Systems als Basis für die miniaturisierte Kultivierung eukaryotischer Zellen wurde aufgezeigt und damit eine wesentliche Grundlage zur vollen Integration des Chipsystems in Form eines µTAS für die Anwendung in der Dermatologie, Toxikologie und Pharmakologie geleistet.

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Hofmann, Ute: Entwicklung eines miniaturisierten Biosensors basierend auf humanen Keratinozyten. 2014.

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