Ein internationales Forschungsteam hat ein innovatives Mikrofluidik-System entwickelt, das die multiplexe Superauflösungsmikroskopie erheblich verbessern soll. In Zusammenarbeit mit der Universität Göttingen, der Universität Würzburg und dem Center for Cancer Research in den USA zielt dieses System darauf ab, das Verständnis der Organisation und Interaktion molekularer Bestandteile in Zellen voranzutreiben. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht, die das Potenzial und die Vielseitigkeit der neuen Technik umfassend beleuchtet.
Das neuartige Mikrofluidik-System injiziert und entfernt Lösungen präzise aus der Kammer mit Zellproben, was die manuelle Pipettierung überflüssig macht. Diese Automatisierung reduziert Abweichungen und vereinfacht komplexe Bildgebungsprotokolle. Zudem kann die hohe Bildqualität über lange Bildgebungszyklen aufrechterhalten werden, was als wesentlicher Vorteil für wissenschaftliche Anwendungen gilt.
Technologische Fortschritte in der Mikroskopie
In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Mikroskopie erhebliche Fortschritte bei Geschwindigkeit und Auflösung gemacht. Bayern nichtsdestotrotz sind viele herkömmliche Techniken in ihren Fähigkeiten zur dreidimensionalen Darstellung zellulärer Strukturen begrenzt. Das Forschungsteam unter der Leitung der Universität Göttingen entwickelte eine neue Technik, die die Vorteile zweier Methoden kombiniert: metallinduzierte Energieübertragung (MIET) und Einzelmolekül-Lokalisierungsmikroskopie (dSTORM). Diese Kombination ermöglicht eine isotrope Auflösung in allen drei Dimensionen.
Bei der Anwendung dieser Technik wurden Zellen auf einem mit 10 nm Gold und 5 nm Siliciumdioxid beschichteten Deckglas ausgesät, unter Verwendung eines Standardverfahrens zur Vorbereitung von Immunfluoreszenzproben. Dr. Jan Christoph Thiele von der Universität Göttingen beschreibt die Technik als einfach und mit extrem hoher Auflösung. Dr. Oleksii Nevskyi hebt hervor, dass die Methode für Forschende mit konfokalen Mikroskopen zugänglich ist, was die Nutzung in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen erleichtert.
Anwendungen und Zukunftsperspektiven
Zusätzlich zu den Fortschritten in der Mikroskopie wird an weiteren Anwendungen der Mikrofluidik geforscht, insbesondere in der Entwicklung monoklonaler Antikörper. Herkömmliche Verfahren erfordern aufwändige Selektionsschritte, um geeignete Zellen zu identifizieren, was sowohl Zeit als auch Ressourcen kostet. Ein neues mikrofluidisches Protokoll soll diese Schritte revolutionieren. Ziel ist es, geeignete B-Zellen vor der Fusion mit Myeloma-Zellen fluoreszenzoptisch zu identifizieren. Diese Verbesserungen könnten die Entwicklung maßgeschneiderter Antikörper in weniger als drei Wochen ermöglichen.
Die Forschungsarbeit zur Mikrofluidik wird in Kooperation mit der Universität Potsdam durchgeführt und erhält finanzielle Unterstützung von der Europäischen Union. Diese Entwicklungen könnten nicht nur die Kosten und den Aufwand der Antikörperproduktion reduzieren, sondern auch dazu beitragen, die Standardisierung und Zugänglichkeit von Forschung in diesen Bereichen zu fördern.
Für die wissenschaftliche Gemeinschaft ist die Kombination der neuen Mikrofluidik-Systeme mit modernen Mikroskopie-Techniken ein vielversprechendes Werkzeug, um die molekularen Mechanismen des Lebens genauer zu verstehen und die Effizienz in biotechnologischen Anwendungen deutlich zu steigern.