Rasterkraftmikroskopische Untersuchungen an nativen biologischen ...

PROJEKTE UND ERGEBNISSE
2 Substrate, Rauhigkeit
spezielle, verhältnismäßig anspruchslose Zell-Linien wie Fibroblasten oder epitheliale Zellen, die
einigermaßen problemlos auf unbeschichtetem Substrat adhärieren.
Für Untersuchungen an Proteinaggregaten oder Membranpräparationen wird ein Substrat benötigt,
das sehr glatt, stabil in Pufferlösungen und einfach herzustellen ist. Weiterhin sollten seine Polarität
und Oberflächenladungsdichte variierbar sein, um den Erfordernissen des jeweiligen Objekts
gerecht zu werden und stabile Adsorption oder sogar kovalente Immobilisierung zu erlauben.
Als Ergebnis umfangreicher Tests erwiesen sich Polyvinylphenylketon (PVPK) und Furan-Polymere
(FP) als geeignete Substanzen, die sich entsprechend präparieren ließen (Abb. 10). Diese
von Achim Linder entwickelten Materialien wurden im Rahmen dieser Arbeit eingehend getestet
sowie deren Verarbeitung zu praktikablen und in den jeweiligen SFM-Systemen montierbaren
Substratplättchen optimiert.
2.2 Rauhigkeit verschiedener Substrate im Vergleich
Zu Vergleichszwecken wurde die mittlere Rauhigkeit (R rms ) verschiedener potenzieller Substrate
für Zellkultur und Protein-Immobilisierung bestimmt (s. Tabelle). Der gemessene Wert für die
atomar glatte Oberfläche von Glimmer, dem Standard-Substrat für die Adsorption zum Zwecke
der Untersuchung mit dem SFM im submolekularen Auflösungsbereich, ist erwartungsgemäß am
kleinsten. Bei den potenziellen Zellkultursubstraten ohne spezielle wachstumsfördernde Beschichtung
ist gereinigtes Glas am günstigsten, spezielle Zellkultur-Kunststoffplättchen sind deutlich
rauher, geringfügig günstigere Werte als die der hier aufgeführten Thermanox-Plättchen zeigen
allerdings diverse Typen von Zellkulturschalen aus Polystyrol. Aluminium als Zellkultursubstrat
ist hier aufgeführt, da im Rahmen dieser Arbeit Vergleichsdaten (Dicke von Lamellipodien
auf Aluminium mit dem SFM) für eine Untersuchung von Zell-Substrat-Kontakten mittels
Oberflächenplasmonresonanz-Mikroskopie erhoben wurden (Giebel et al., 1999).
Die Kultivierung anspruchsvollerer Zellsorten (insbesondere Primärkulturen hochspezialisierter
Gewebe) erfordert häufig eine spezielle Beschichtung, die sich unter Umständen ungünstig auf
die kraftmikroskopische Abbildung auswirken kann. Exemplarisch hierfür wurden Oligodendrozyten
des Goldfischs untersucht (s. 2.3.1), die Laminin als Substrat benötigen und die auf unbeschichtetem
Substrat entweder überhaupt nicht oder nur sehr schlecht haften bzw. wachsen (mit
Ausnahme des getesteten relativ rauhen Aluminiums). Das aus drei Polypeptidketten aufgebaute
Glykoprotein Laminin ist ein Hauptbestandteil von Basalmembranen (Beck et al., 1990). Es besitzt
vielfältige Funktionen, die durch Wechselwirkung mit anderen Komponenten der Basalmembran
vermittelt werden (Chen et al., 2000). Als Zelladhäsionsfaktor fördert Laminin Neuritenwachstum
und beeinflusst Wanderung, Wachstum, Morphologie und Adhäsion von verschiedenen Zellsorten,
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