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Jürschick, Johannes –

Jürschick, Johannes – Chemotaxis in µ-Slides mit 3-dimensionalen Gelmatrizes Die moderne Kunststofftechnologie und hochpräzise Fertigungsmethoden haben es in den letzten Jahren ermöglicht, Kanäle mit einer Höhe von wenigen µm in Kunststoffträger zu prägen. Jeon et al. veröffentlichte vor einigen Jahren eine Methode, bei der in einem µ-Kanal durch ein Netzwerk aus verbundenen µ-Kanälen Stoffflüsse unterschiedlicher Chemoattraktant-Konzentrationen zu einem statischen Gradienten angeordnet werden können [Jeon et al., 2002]. Die Methode ist in Abbildung 5 am Beispiel von Neutrophilen schematisch dargestellt. Abbildung 5: (A) Schematische Darstellung der Kanalanordnung zur Generierung eines Stoffgradienten und (B) 3-Dimensionale Ansicht des Beobachtungsbereiches mit Zellen in einem Stoffgradienten. [Jeon et al., 2002] Ein großer Vorteil dieser Methode liegt darin, dass der Gradient durch den anliegenden Fluss von Anfang des Experiments an zur Verfügung steht und durch die fehlende Möglichkeit eines Konzentrationsausgleichs statisch bleibt. Das System ist jedoch relativ aufwendig und teuer was einer weitläufigen Verbreitung bisher im Wege steht. Neben den genannten Verfahren gibt es noch Untersuchungsmethoden mit Zellen in Agarosegelen oder unter Verwendung eines chemotaktischen Stimulus aus einer Mikropipettenspitze. Jede von ihnen bietet speziellen Bedürfnissen angepasste Vor- und Nachteile. Es lassen sich aber unabhängig davon einige Punkte hervorheben, die bei der Entwicklung neuer Analysemethoden heute fast immer eine Rolle spielen. 1.Einleitung und Motivation 13

Jürschick, Johannes – Chemotaxis in µ-Slides mit 3-dimensionalen Gelmatrizes 1.4.2. Anforderungsprofil an neue Systeme. Das anzustrebende Eigenschaftsprofil für neue Chemotaxis-Assays setzt sich in erster Linie aus den Vorzügen bestehender Methoden zusammen. Folgende Eigenschaften sollen dabei vereint werden: – gute mikroskopische Eigenschaften (Live Cell Imaging) – kostengünstig – anwendungsfreundlich – reproduzierbar – stabile Versuchsbedingungen Der Trend zur Annäherung der in vitro Chemotaxis an die Bedingungen in vivo erfordert von neuen Untersuchungsmethoden außerdem, wie bereits erwähnt, die Möglichkeit zur Analyse von 3-dimensionaler Zellmigration in einer vernetzten Struktur unter Verwendung einer Gelmatrix. Die ibidi GmbH entwickelt seit einigen Jahren Objektträger mit integrierten µ-Kanälen auf Basis modernster Kunststofftechnologie. Die Systeme arbeiten mit Kanälen einer Höhe von wenigen µm in Objektträgern aus hochwertigem Kunststoff und bieten dadurch einige Vorteile: – stabil und bruchresistent – kostengünstig – gute optische Eigenschaften – geringer Einsatz an Zellen/Medien notwendig Vor etwa 1 Jahr wurde das µ-Slide Chemotaxis 3D vorgestellt. Das Produkt ist eine Weiterentwicklung des µ-Slide Chemotaxis, einem Objektträger mit einem integrierten 2- Kammersystem, das durch einen µ-Kanal verbunden ist und in welchem Zellen einem Stoffgradienten ausgesetzt werden können. (siehe auch Punkt 3.1.1.) Mit dem µ-Slide 3D ist es möglich, den Kanal mit einer Gelmatrix zu füllen und die Migration der Zellen damit in die 3. Dimension zu erweitern. 1.Einleitung und Motivation 14

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