Zellen halten ohne zu berühren
Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis
Der Fraunhofer-Forscher Prof. Günter Fuhr und sein Team sind für den Deutschen Zukunftspreis nominiert. Der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT hat gemeinsam mit seinen Kollegen Dr. Rolf Hagedorn von der Humboldt-Universität zu Berlin und Dr. Thomas Schnelle von der Hamburger Biotechnologiefirma Evotec Technologies GmbH ein Verfahren entwickelt, mit dem einzelne Zellen schonend sortiert, charakterisiert und behandelt werden können. Das mikrometerkleine Zell-Labor ist ein wichtiges Instrument für die moderne Biotechnologie. Der Deutsche Zukunftspreis - Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation - wird am 13. November in Berlin verliehen.
Die Zelle ist die kleinste individuelle Einheit eines Organismus'. Sie enthält alle Informationen eines Lebewesens. Diese Eigenschaft wollen Forscher für medizinische und biotechnologische Untersuchungen nutzen. Das Problem: Jeglicher Oberflächenkontakt mit Glas oder Plastik - etwa über eine Pipette oder ein Reagenzglas - ist für die Zelle ein Signal, das Veränderungen der originär beinhalteten Informationen bewirken kann. Daher müssen solche undefinierten Kontakte vermieden werden. Das ist mit den herkömmlichen Technologien bislang nicht möglich. Die Forscher haben nun ein System entwickelt, mit dem sich die nur wenige tausendstel Millimeter großen Zellen submikrometergenau in einer Nährlösung festhalten, drehen und bewegen lassen, ohne sie zu berühren.
Wie das funktioniert? Die Forscher nutzen hierfür das Prinzip elektromagnetischer Felder: In einem geschlossenen Kraftfeld zwischen Elektroden werden die Zellen berührungslos gehalten, transportiert und gedreht. Das Kraftfeld wird mit sehr hohen Frequenzen erzeugt, die die Signalrezeptoren der Zellen nicht ansprechen. Die Eigenschaften der Zellen werden daher nicht verändert. Dieses Prinzip wurde in multidisziplinärer Zusammenarbeit in einem universellen Biochip umgesetzt.
Der Chip kann auf die jeweiligen Anforderungen hin konfiguriert oder zu einem "Lab on Chip" kombiniert werden. Integriert in eine Peripherie mit Mikroskop, Signalgenerator, Fluidiksystemen und Steuercomputer ist ein flexibles Gerätesystem zur Lösung vielfältiger biotechnologischer und medizinischer Aufgaben entstanden. In mehrjähriger Zusammenarbeit zwischen der Humboldt-Universität zu Berlin, der Fraunhofer-Gesellschaft und der Biotechnologiefirma EVOTEC Technologies wurde das Verfahren bis zur Produktreife gebracht.
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